Aplicaciones de la Energía Solar Fotovoltaica

La energía conseguida mediante generadores fotovoltaicos y sus aplicaciones son de una gran diversidad.

Si hacemos una clasificación general, se puede decir que se dividen en dos grandes apartados:

  • Sistemas aislados
  • Conexión a Red

Atersa ha realizado proyectos en ambas aplicaciones, a continuación detallamos algunos ejemplos:


Sistemas aislados

  • Telecomunicaciones
  • Electrificación rural
  • Aplicaciones agrícolas
  • Aplicaciones ganaderas
  • Iluminación Pública
  • Señalización
  • Control
  • Desarrollo Rural

A continuación, y para detallar los apartados anteriores, vamos ha realizar un pequeño análisis de cada uno de ellos:

Telecomunicaciones:

  • Telefonía móvil
  • Repetidores de radio y televisión
  • Postes S.O.S. de carreteras
  • Telemando
  • Telecontrol para redes de riego
  • Telemetría
  • Radares
  • Radiotelefonía en general y para militares o puestos de vigilancia forestal
  • Telefonía rural vía satélite
  • Teleondas
  • Cabinas telefónicas de uso publico
  • Centrales de conmutación
  • Radioenlaces
  • Sistemas TRUNKING
  • Cobertura de radio y comunicaciones en túneles del Ferrocarril

Existen dos tipos de estaciones para telefonía móvil, las llamadas BTS, compuestas por un sistema híbrido fotovoltaico - diesel, con una potencia pico de panel fotovoltaico de 6 Kwp, donde la función del grupo electrógeno es solamente de apoyo.

El segundo tipo de instalaciones son las llamadas RF que funciona solamente con paneles fotovoltaicos oscilando la potencia pico instalada entre 0,6 Kwp y 1,8 Kwp.

Los telemandos y telecontroles con transmisión vía radio se utilizan mucho en aplicaciones relacionadas con el agua, depósitos, riegos, caudalímetros y, en general, para la toma y control de cualquier tipo de datos.

Electrificación rural:

  • Viviendas de uso temporal
  • Viviendas de uso permanente
  • Electrificación centralizada con control individual de consumos por vivienda, en nucleos rurales
  • Electrificación de refugios y albergues de montaña
  • Postas sanitarias. (iluminación, conservación de medicamentos y vacunas con frigoríficos)
  • Escuelas y centros comunales
  • Puestos de policía y fronteras
  • Instalaciones religiosas (ermitas, misiones, etc.)

La electrificación rural actualmente dispone de todas las comodidades que se puedan tener en un sistema de electrificación convencional, ya que la incorporación de nuevos inversores de onda senoidal, permite la utilización de cualquier electrodoméstico.

Una de las aplicaciones más importantes actualmente es la electrificación de pequeños núcleos rurales con un sistema centralizado. Las ventajas que presenta con respecto a una instalación por vivienda, son las siguientes:

  • Menor coste de la instalación
  • Menores gastos de mantenimiento
  • Mayor comodidad para el usuario
  • Mayor seguridad de la instalación
  • Mejor rendimiento total

Para gestionar la energía, se instala en cada una de las viviendas un equipo electrónico limitador de energía, programado para poder suministrar diariamente una energía al usuario, ahora bien, el equipo tiene que ser lo suficientemente inteligente, como para poder aumentar la energía asignada, si el estado de la batería es bueno, o lo contrario si es malo. Para simplificar y no realizar complicados tendidos eléctricos, la comunicación entre el equipo electrónico limitador y los inversores se realiza por la misma línea de 220 Vca con pequeñas variaciones en la frecuencia que no afectan en nada al funcionamiento del sistema.

El segundo gran inconveniente, la potencia del inversor y su rendimiento frente a pequeñas cargas, se ha solucionado con la instalación de varios inversores en paralelo, siendo uno de ellos (el maestro), el que actúa sobre el control de los demás (esclavos), de forma que si la potencia consumida es inferior a la suma de la potencia de todos los inversores, manda parar algunos de ellos hasta adecuarse a la potencia consumida. La gran ventaja además es que todos los inversores tienen la capacidad de actuar como maestros y de esclavos, con esto aseguramos el suministro eléctrico frente a posibles averías de alguno de ellos.

Aplicaciones agrícolas:

  • Bombeos de agua, tanto en c/c como en c/a, (con batería)
  • Bombeos de agua de accionamiento directo (sin batería)
  • Electrificación de naves
  • Controles de riego
  • Invernaderos (automatización de ventanas e iluminación)

Una de las aplicaciones con mayor importancia en la agricultura, por su sencillez de instalación y sobre todo por su nulo mantenimiento y total automatización son los bombeos de agua de accionamiento directo, compuestos por un campo de paneles fotovoltaicos, un equipo electrónico y todo el sistema de controles y sensores del bombeo.

El equipo electrónico anteriormente mencionado, en bombeos de pequeño caudal tiene como función obtener el máximo rendimiento del panel. En bombeos de gran caudal tiene una segunda función que es convertir la corriente continua del panel fotovoltaico en alterna.

La ventaja principal de los bombeos de accionamiento directo es que coincide la curva de radiación, con la curva de demanda de agua, además posibilita la extracción de agua en el medio rural donde la posibilidad de instalar una línea convencional es inviable por su alto coste.

Una segunda aplicación en el mundo agrícola, ha sido la electrificación de controles de riego y electroválvulas, que ha permitido una mejor distribución y ahorro del agua, fundamentalmente sistemas basados en el riego por goteo o a baja presión.

Aplicaciones ganaderas:

  • Bombeos de agua para proporcionar agua al ganado
  • Electrificación de granjas. (iluminación, motores, esquiladoras, etc.)
  • Sistemas de ordeño y refrigeración de leche
  • Electrificación de cercas

Los bombeos de accionamiento directo, detallados en las aplicaciones agrícolas, encuentran en las ganaderas un sitio de gran importancia.

La fabricación de inversores de gran potencia, ha posibilitado poder acometer obras en el medio ganadero, para suministrar energía eléctrica a sistemas de ordeño, conservación de la leche (tanques de frío) y bombas de limpieza, así como la iluminación de naves, motores para el reparto de pienso, ventiladores, automatización de persianas para naves de ganado, invernaderos. Los motores de los equipos anteriormente detallados, en un principio y para conseguir un mayor rendimiento de la instalación se instalaban en C.C., posteriormente y gracias a los nuevos inversores de gran rendimiento, los motores son en C.A. consiguiendo una mayor seguridad en la explotación en caso de averías, ya que un motor en alterna es fácil de obtener, mientras que en continua es de fabricación especial.

El inversor instalado, para dar mayor seguridad al sistema es modular con varias etapas de potencia, de forma que puedan ser reparadas sin que el sistema se quede sin suministro.

Iluminación:

  • Carteles publicitarios
  • Farolas de alumbrado público
  • Paradas de autobuses
  • Iluminación de túneles, cuevas, etc.

El alumbrado público, mediante sistemas fotovoltaicos se presenta como una de las soluciones más económicas, para iluminar las entradas en los pueblos, cruces de carreteras, áreas de descanso, etc.

Actualmente se está instalando un nuevo tipo de farola, que no requiere ningún mantenimiento, al incorporar baterías estacionarias de larga duración con electrolito gelificado (más de 300 farolas en Canarias).

Señalización:

  • Faros y boyas de uso marítimo
  • Radiofaros y radiobalizas de uso aéreo
  • Señalización viaria para señalización de curvas, obstáculos, rotondas, etc. en ciudades y carreteras mediante led's
  • Indicadores de hora y temperatura en vías publicas
  • Pasos a nivel de Ferrocarriles
  • Plataformas petrolíferas

La utilización de la ESF a permitido la automatización de los faros, así como un aumento en la seguridad en las boyas donde antes se utilizaba el gas acetileno reduciendo de una forma importante el mantenimiento.

Para el uso aéreo, se están utilizando paneles para alimentación de balizas y carteles de señalización en las pistas, podemos destacar el aeropuerto de Madrid y Baleares por la fácil identificación de las instalaciones.

Otra gran aplicación, que se ha sumado recientemente con mucha importancia en la seguridad vial, es la señalización de rotondas, curvas, señales de tráfico, obstáculos, etc. mediante led´s de alta luminosidad, que por su bajo consumo permite realizar una instalación fotovoltaica de pequeño tamaño.

Control:

  • Caudalímetros y anemómetros
  • Accionamiento de válvulas (electroválvulas)
  • Controles y estaciones meteorológicas y sísmicas
  • Cámaras de TV para control y medida de tráfico
  • Motorización y automatización de puertas
  • Repetidores de señal con fibra óptica
  • Estaciones de medida medioambiental
  • Control en gasoductos y oleoductos
  • Toma de datos
  • Control y operación remota de presas
  • Protección catódica

En este apartado, actualmente cabe destacar los trabajos que se están realizando en las cuencas fluviales para el control de caudal y calidades de las aguas, donde los sistemas fotovoltaicos, se encuentran como los más económicos y seguros para este tipo de aplicaciones.

Las instalaciones fotovoltaicas han demostrado su gran fiabilidad en aplicaciones tan importantes y grandes proyectos como son los gasoductos y oleoductos, donde se ocupan de proporcionar energía eléctrica a los sistemas de control, comunicación, accionamiento de válvulas y protección catódica. Esta ultima aplicación también se utiliza en puentes.

Otras aplicaciones:

  • Cloración mediante bombas dosificadoras
  • Depuración por lagunaje alimentando los motores limpia-rejas y caudalímetros
  • Oxigenadores para el agua mediante compresores
  • Desalinización de agua salobre. (osmosis inversa)
  • Básculas para el pesaje de camiones. (vertederos, centros industriales, etc.)
  • Sistemas para detección de incendios mediante cámaras de infrarrojos
  • Sistemas de seguridad perimetral con infrarrojos
  • Vigilancia y control de accesos (videoportero, apertura y cierre de puertas, mando a distancia)
  • Ionización para Pararrayos
  • Suministro para uso didáctico en Universidades, Colegios Profesionales, etc.
  • Barcos veleros y autocaravanas
  • Equipamiento de áreas recreativas

El segundo gran grupo de los sistemas fotovoltaicos lo constituyen los conectados a la red eléctrica:

Sistemas conectados a la red eléctrica

Es una de las últimas aplicaciones y más novedosas de los sistemas fotovoltaicos, consiste en la instalación de un campo fotovoltaico y un inversor capaz de transformar la energía que suministran los paneles e inyectarla a la red eléctrica.

El inversor en este tipo de instalación es el núcleo central y tiene que disponer de ciertas protecciones, ante situaciones que se pueden dar en la red eléctrica como son:

  • Tensión fuera de rango
  • Corte de la red
  • Desfase en la red

Para conseguir la viabilidad económica de estos sistemas, el país debe de disponer de una normativa legal y unas líneas de ayudas económicas, que compensen el mayor costo por Kwh generado.