La industria de equipos para la generación de energía solar está creciendo intensamente en nuestro país, tanto por las necesidades de consumo como porque somos un país privilegiado en relación con la energía solar. Además de todo esto, tenemos en este momento (2020) la injerencia del gobierno en alentar la adopción de soluciones en este campo dadas por la suspensión de impuestos a la importación de muchos productos relacionados. Así que es hora de que el proyectista, el creador de soluciones, el fabricante cree productos de energía solar y Texas Instruments puedan ayudar. En este artículo, mostramos lo que se puede hacer con la enorme línea de productos relacionados que Texas proporciona (*).
(*) Este artículo se basa en documentación de la propia Texas Instruments, como sway015 a la que se accede en: https://www.ti.com/lit/wp/sway015/sway015.pdf?ts=1596113660101&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com.br%252F en inglés, es de applications notes de varios productos disponibles en el sitio web de la compañía y también en el sitio web de Mouser Electronics.
El abaratamiento de los paneles solares y la creación de tecnologías que permitan un mayor rendimiento, la creación de dispositivos con recursos crecientes y la reducción de costes para la gestión de la energía generada, y las nuevas formas de almacenamiento de energía hacen que la adopción de la energía solar se convierta cada vez más en una solución interesante a todos los niveles.
No sólo los paneles pequeño y mediano para aplicaciones domésticas y otras en lugares donde la energía convencional no está disponible, sino también paneles de todos los tamaños para aplicaciones complementarias donde existe energía convencional se explotan cada vez más.
Al analizar las ventajas de la implementación de sistemas de generación de energía solar, por lo tanto, debemos considerarlos no sólo como una solución única en los casos en que la energía convencional no está disponible, sino también como una fuente complementaria, incluso aportando beneficios a sus propietarios.
Los sistemas off grid que permiten vender la generación de energía excedente de un consumidor en particular a una empresa de suministro de energía son cada vez más comunes y deberían ser una tendencia del futuro.
¿Qué tener en cuenta al analizar la posibilidad de utilizar un sistema de generación de energía solar?
Eficiencia, costes, tendencias tecnológicas
Un factor que se observa al analizar la curva de rendimiento de los sistemas solares es un aumento en el rendimiento del sistema. Además del aumento del rendimiento celular en sí, los circuitos de conversión también experimentan una evolución en la que las pérdidas de los antiguos inversores analógicos comunes se reducen a valores de alrededor del 2% o menos con inversores digitales, tenemos formas de controlar cómo se cosecha esta energía, como el posicionamiento de los paneles y la conversión misma de energía mucho más elaborada.
Otro punto en el que hay una evolución muy grande que hace interesante la instalación de los sistemas, es la reducción del coste de instalación. En particular, son muy sensibles a este costo las pequeñas instalaciones nacionales.
Además de facilitar la fijación de paneles, una tecnología interesante abordada por Texas Instruments en su documentación es la disponibilidad en los propios paneles del inversor que ya proporcionan tensión de CC para un uso adecuado de la energía. La figura 1 muestra esto.
Otro punto importante a tener en cuenta en esta tecnología es la estandarización. Una de las normas adoptadas, por ejemplo, es la adoptada por la SunSpec Allliance, un grupo de más de 70 organizaciones relacionadas con la industria de la energía solar.
Estas normas establecen estándares para varios tipos de aplicaciones solares, por ejemplo, con respecto a cómo se transfiere la energía, la seguridad contra incendios, el cumplimiento de los modos de comunicación de las aplicaciones, la conexión a las líneas convencionales de transmisión de energía, la transferencia de energía excedente generada a la empresa proveedora, y más.
Por supuesto, en vista de todo esto, la tendencia hacia el futuro apunta a algunos puntos que en los próximos años deberían permitir la creación de nuevos productos y aplicaciones que puedan ser explorados con ventajas.
Uno de ellos es sin duda el abaratamiento de los paneles y el aumento de su rendimiento que ampliará su gama de uso. Pueden incluir aplicaciones muy pequeñas como cargadores de teléfonos móviles, incluso las más grandes que implican almacenamiento de energía en sistemas con nuevas tecnologías, como las que hacen uso de supe capacitores, sistemas de aire líquido y aire comprimido a sistemas criogénicos todavía en estudios cuando escribimos este artículo.
Las tecnologías digitales son extremadamente importantes para la gestión de la energía con el fin de lograr un mejor uso. Un punto en estudio que puede significar un mejor consumo es cómo se utiliza la energía.
Por lo tanto, si tenemos en cuenta que en una residencia obtenemos energía para nuestra electrónica en forma de corriente alterna, es parte del hecho de que los paneles solares que suministran corriente directa deben utilizar inversores para alimentar nuestros equipos.
Sin embargo, muchos de ellos en realidad tienen circuitos internos que funcionan con corriente directa. Por lo tanto, convirtiendo la corriente directa a alternar con los inversores, y luego alternando corriente de nuevo a corriente directa en las fuentes de la electrónica, tenemos dos pérdidas.
Podemos eliminarlos con potencia directa DC-DC en estos circuitos, eliminando pérdidas y obteniendo así mucho más rendimiento. Estas son soluciones inteligentes que se pueden adoptar en el futuro.
La figura 2 muestra una indicación de cómo MCU de la serie C2000 de Texas instruments se pueden utilizar en la administración de energía de paneles solares.
Componentes y proyectos
Como podemos ver, el mercado de aplicaciones de energía solar no se limita sólo al uso de paneles y componentes para inversores.
Hay mucho más detrás de esto, como circuitos de administración de energía, microcontrolador, placas de desarrollo, tableros de referencia, dispositivos de almacenamiento de energía y más.
En la figura 3 tenemos un ejemplo de un bloque de proyecto que muestra la infinidad de componentes de Texas Instruments que se pueden utilizar en un sistema de generación de energía solar.
Este es un ejemplo típico de los elementos utilizados. Vea mucho más en el sitio web de Texas Instruments.