Cómo construir un sistema solar fuera de la red en solo 6 pasos

Hay muchos tipos diferentes de sistemas de energía solar, incluida la energía solar conectada a la red, híbrida y fuera de la red.De las tres opciones principales para la energía solar, la energía solar fuera de la red es, con mucho, la más independiente de los sistemas.

La instalación de un sistema solar fuera de la red alguna vez fue un concepto marginal debido a sus grandes requisitos de espacio y costos prohibitivos.Pero los avances en la tecnología solar durante la última década han hecho que los equipos solares sean más eficientes y menos costosos, lo que ayudó a impulsarlos hacia la corriente principal.Ahora es bastante común ver vehículos recreativos y cabañas rurales que funcionan completamente con sistemas solares fuera de la red.Afortunadamente, lo tenemos cubierto cuando se trata de diseñar su sistema de energía fuera de la red desde cero, incluida la determinación de sus necesidades de energía, el tamaño del sistema solar y de batería y los componentes adicionales que necesitará.Eche un vistazo a continuación para conocer los seis pasos que puede seguir para potenciar su estilo de vida autosuficiente hoy.

¿Qué es un sistema solar fuera de la red?

Un sistema solar fuera de la red es un sistema de energía eléctrica independiente que utiliza la energía solar como recurso.

● Un sistema solar fuera de la red no está conectado a los principales servicios públicos (especialmente la red eléctrica).

● Genera electricidad de CC a partir de paneles solares y la almacena utilizando baterías.

● Alimenta los electrodomésticos al convertir la electricidad de CC almacenada en CA mediante un inversor fuera de la red.

Además, le daremos una explicación sencilla de lo que es un sistema de energía solar aislado.Algunos artículos y libros hablan sobre este tema, pero a veces pueden ser confusos.El objetivo principal es darle un buen comienzo para su proyecto de sistema solar fuera de la red de bricolaje.

Diagramas típicos del sistema solar fuera de la red

Aquí, verá un par de diagramas de cableado para un sistema solar típico fuera de la red.Un diagrama de cableado, por cierto, es una representación simple de cómo se conecta cada componente de un sistema.Por lo general, un sistema de energía solar fuera de la red incluye módulos solares, cables de CC, una batería, un controlador de carga y un inversor de batería.

A continuación se detallan 6 pasos para que pueda moverse hacia una vida solar fuera de la red.

Paso #1: Determine cuánta energía y potencia máxima necesitará

Aunque muchas personas a menudo se saltan este paso y pasan directamente a comprar su sistema de almacenamiento solar más fuera de la red, este es uno de los pasos más importantes que puede tomar para asegurarse de no desperdiciar su dinero en un sistema de gran tamaño o terminar con un sistema que no es capaz de satisfacer suficientemente sus necesidades energéticas.Para determinar correctamente sus necesidades de energía, deberá usar una calculadora de préstamos o trabajar directamente con un representante de BSLBATT.Ingrese cada electrodoméstico o artículo que alimentará con su sistema de energía, con qué frecuencia lo usa por día, así como las especificaciones relevantes del artículo.Haga todo lo posible para recordar cada elemento que usará con su sistema de energía, ya que las modificaciones aparentemente pequeñas en su cálculo de carga pueden terminar teniendo un gran impacto.

Si prefiere hacer este cálculo manualmente por su cuenta, tenga en cuenta que cada dispositivo electrónico indicará la carga eléctrica que consume en su etiqueta o empaque.Conocer el requerimiento de potencia individual de tus electrodomésticos o equipos es fundamental en esta etapa.Es útil si enumera todos sus dispositivos con sus correspondientes requisitos de energía en vatios.Por lo general, puede ver esto en sus placas de identificación de información.Este es un paso crucial para no quedarse corto o sobredimensionar la capacidad de su sistema solar fuera de la red.

Antes de elegir los componentes, debe calcular su consumo de energía.¿Cuánto tiempo planea hacer funcionar sus electrodomésticos en horas?¿Cuál es el requisito de carga individual de sus dispositivos en vatios?Para calcular el consumo de energía en vatios-hora, simplemente responda las preguntas y multiplique cada carga (vatios) por el tiempo (horas) que necesitan estar funcionando.

Una vez que haya seleccionado las cargas, calcule la calificación energética para cada carga de la siguiente manera:

Tenga en cuenta la clasificación de potencia especificada en las cargas (dispositivos conectados como TV, ventiladores, etc.) en vatios

Tenga en cuenta el tiempo de funcionamiento de cada carga en horas

Calcule el consumo de energía según la siguiente fórmula (considere aproximadamente un 25 % como factor de pérdida de energía)

Energía (vatio-hora) = Potencia (vatio) x Duración (horas)

Sumatoria de la energía consumida diariamente por todas las cargas

Anote todas las clasificaciones de electrodomésticos objetivo y el consumo de energía como se describe a continuación:

También se pueden consultar las facturas de electricidad anteriores y se puede considerar el mayor de todos como el consumo de energía necesario para el diseño de un sistema de energía solar.

Siguiendo los pasos anteriores para todas las cargas de CA que hemos calculado:

Potencia = 380 vatios

Energía calculada = 2170 vatios-hora

Energía total (agregue 25% como factor de pérdida de energía) = 2170 * 1.25

=2712.5 Wh

Diseñará el sistema de energía solar teniendo en cuenta las calificaciones anteriores.

Paso #2: Determine la cantidad de baterías que necesitará

Una vez que haya determinado cuánta energía y corriente o potencia máxima necesita, deberá calcular cuántas baterías necesita para almacenar adecuadamente toda esa energía y satisfacer sus necesidades de potencia y corriente.Durante este proceso, asegúrese de hacerse preguntas como si solo necesita suficiente almacenamiento para uno o dos días, o si necesita suficiente almacenamiento para tres días o más;si incorporará otra fuente de energía, como una turbina eólica o un generador, para usar durante los días nublados consecutivos;y si almacenará las baterías en una habitación cálida o en un lugar frío.Las baterías a menudo se clasifican para el almacenamiento a temperaturas más altas porque, en temperaturas más frías, se reduce la capacidad de la batería para proporcionar suficiente energía.Por lo tanto, cuanto más fría sea la habitación, mayor será el banco de baterías que necesita.Por ejemplo, en temperaturas bajo cero, es posible que necesite más de un 50 por ciento más de capacidad de batería.Tenga en cuenta que hay pocos compañías de baterías que ofrecen una batería que está diseñada específicamente para temperaturas bajo cero, aunque .Factores como los enumerados anteriormente afectan el tamaño y el costo de su banco de baterías.

Un factor adicional a considerar es que las baterías de plomo-ácido solo pueden descargarse hasta un 50 por ciento sin dañarse, a diferencia de las baterías de litio, especialmente baterías de fosfato de hierro y litio , que se puede descargar de forma segura hasta el 100 por ciento.Por esta razón, Las baterías de litio son una opción ideal para los sistemas de energía fuera de la red, que a menudo requieren la capacidad de descargar más profundamente. También tendría que comprar el doble de baterías de plomo-ácido en comparación con las baterías de litio solo para alcanzar la misma capacidad utilizable, después de tener en cuenta la profundidad de descarga, las tasas de carga y las tasas de eficiencia.

Después de tener en cuenta estas consideraciones, deberá determinar qué banco de baterías de voltaje necesita, desde 12 V hasta 24 V y 48 V.En general, cuanto más grande sea el sistema de energía, más probable es que necesite un banco de baterías de mayor voltaje para mantener la cantidad de cadenas paralelas al mínimo y reducir la cantidad de corriente entre el inversor y el banco de baterías.Si solo tiene un sistema pequeño y desea poder cargar artículos menores como su tableta y alimentar electrodomésticos de 12 V CC en su RV, entonces un banco de baterías básico de 12 V es adecuado.Sin embargo, si necesita alimentar más de 2000 vatios a la vez, querrá considerar sistemas de 24 V y 48 V en su lugar.Además de reducir la cantidad de cadenas paralelas de baterías que tendrá, esto le permitirá utilizar cables de cobre más delgados y menos costosos entre el inversor y las baterías.

Supongamos que decide que un banco de baterías de 12 V es lo mejor para sus necesidades y que se le ocurrió un uso diario de 500 Ah en el paso n.º 1.Mirando las baterías de 12V de BSLBATT, tendría varias opciones.Por ejemplo, podría usar cinco de los Baterías BSLBATT 12V 100Ah B-LFP12-100 , o dos de los Baterías BSLBATT 12V 300Ah B-LFP12-300 .Por supuesto, si no está seguro de qué batería BSLBATT es mejor para sus necesidades, comuníquese con nosotros y trabajaremos con usted para encontrar el banco del tamaño correcto de las baterías adecuadas para mantenerlo encendido.

Paso #3: Dimensionamiento del Inversor

Una vez que hemos estimado el requerimiento de energía, la siguiente tarea es calcular la calificación del inversor para el mismo.

La selección del inversor juega un papel importante en nuestro diseño de energía solar, ya que es responsable de convertir la corriente continua generada por el panel solar en corriente alterna (ya que las cargas conectadas en nuestra casa funcionan principalmente con suministro de CA), además de realizar otras medidas de protección.

Considere un inversor con una eficiencia justa, hemos considerado un inversor con una eficiencia del 85%

La potencia total en vatios consumida por las cargas se considera como una salida del inversor (es decir, 380 W)

Agregará un 25% como factor de seguridad en el vataje de potencia requerido.

380 * 0,25 = 95

Vataje de potencia total requerido = 380+95= 475 W

Calcule la clasificación de capacidad de entrada del inversor

Entrada (VA) = Salida (vatios) / eficiencia X 100

= 475 (vatios) / 85 X 100

= 559VA = 560VA

La potencia de entrada requerida para el inversor se estima en 559 VA, ahora necesitamos estimar la entrada de energía requerida por el inversor.

Energía de entrada (vatios-hora) = Salida (vatios-hora) / Eficiencia x 100

= 2712.585 X 100

= 3191,1 vatio-hora

Ahora, una vez que hemos determinado la capacidad del inversor, la siguiente tarea es verificar el inversor disponible en el mercado.El inversor típico disponible viene con voltaje de sistema de 12V, 24V, 48V.

Según nuestra calificación energética estimada de 560 VA, podemos seleccionar un inversor de sistema de 1 kW.Generalmente, un inversor de 1 kW tiene un voltaje de sistema de 24 V.(Generalmente 1kW y 2kW – 24V, 3kW a 5kW – 48V, 6kW a 10 kW – 120V) Siempre es necesario consultar la hoja de datos de especificaciones del inversor para determinar el voltaje del sistema.

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Paso #4: Determine la cantidad de paneles solares que necesitará

Las cuatro partes de tu sistema de energía fuera de la red el cálculo implica determinar cuántos paneles solares necesitará.Después de saber cuánta energía necesita producir por día a partir de sus cálculos de carga, debe tener en cuenta la cantidad de luz solar disponible para que la coseche, también conocida como "horas de sol".La cantidad de "horas de sol" está determinada por la cantidad de horas que el sol disponible en un lugar determinado brilla en sus paneles en un ángulo específico durante el día.Por supuesto, el sol no es tan brillante a las 8 a. m. como a la 1 p. m., por lo que una hora de sol matutino puede contarse como media hora, mientras que la hora desde el mediodía hasta la 1 p. m. se contaría como una hora completa.Además, a menos que viva cerca del ecuador, no tiene la misma cantidad de horas de luz solar en invierno que en verano.

También se recomienda que base el tamaño de su sistema de energía solar en el peor de los casos para su ubicación determinada, lo que incluye basar su cálculo en la temporada con la menor cantidad de luz solar en la que utilizará el sistema.De esta manera, te asegurarás de no quedarte corto de energía solar durante parte del año.

Paso #5: Seleccione un controlador de carga solar

Una vez que haya determinado la cantidad de baterías y la energía solar que necesita, necesitará una forma de administrar la transferencia de la energía solar a las baterías.Un cálculo muy aproximado que puede usar para determinar qué tamaño de controlador de carga solar necesita es tomar los vatios de la energía solar y luego dividirlos por el voltaje del banco de baterías y luego agregar otro 25 por ciento para estar seguro.

También es importante tener en cuenta que los controladores de carga están disponibles con dos tipos principales de tecnologías: seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y modulación de ancho de pulso (PWM).En resumen, si el voltaje del banco de baterías coincide con el voltaje del panel solar, puede usar un controlador de carga solar PWM.En otras palabras, si tiene un banco de baterías de 24 V y un panel solar de 24 V, puede usar PWM.Si el voltaje de su banco de baterías es diferente del panel solar y no se puede conectar en serie para que coincida, deberá usar un controlador de carga MPPT.Por ejemplo, si tiene un banco de baterías de 12 V y un panel solar de 12 V, necesitará usar un controlador de carga MPPT.

Paso #6: Dispositivos de protección, montaje y balanceo de sistemas

Siempre es importante instalar los fusibles necesarios, dispositivos de protección contra sobrecorriente, desconexiones, etc. para proteger sus componentes y crear un sistema seguro y confiable.Omitir estos componentes seguramente será más costoso en el futuro.

También deberá considerar cómo planea montar sus paneles solares, en qué ángulo y dónde.Hay decenas de opciones disponibles para sistemas montados en el suelo y en el techo; solo asegúrese de consultar con su proveedor para asegurarse de que el sistema de montaje sea compatible con sus paneles.

Consejos: antes de instalar un panel solar

● Comprobar las subvenciones del gobierno para aprovechar al máximo la instalación solar.

● Según la disponibilidad de la red y la ubicación, decida el tipo de sistema de energía solar adecuado para sus necesidades energéticas.

● Si opta por una instalación solar en la azotea, verifique la capacidad de la azotea para instalar la cantidad requerida de paneles solares.

● Para obtener resultados óptimos, se debe realizar un análisis de sombreado para garantizar que los paneles solares instalados no estén cubiertos por la sombra de los árboles/edificios vecinos u otros factores.

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Espero que este artículo le haya proporcionado algunas ideas sobre el diseño del sistema de energía solar.

Una vez que haya completado estos seis pasos, estará bien encaminado para diseñar y, lo que es más importante, ¡utilizar realmente su nuevo sistema de almacenamiento solar más fuera de la red!Si está planeando instalar un sistema de paneles solares en su ubicación y aún tiene algunas dudas, no se preocupe, nuestro Equipo técnico lo guiará con la mejor solución de sistema de energía fuera de la red posible.