Suministro de energía eléctrica Características generales Introducción La aplicación de la electricidad se inició aproximadamente hace un siglo, lo que cambió desde entonces nuestra forma de vida. A partir del desarrollo experimental de Thomas Alba Edison para obtener finalmente la lámpara incandescente, se observó un incremento notable en los requerimientos del uso de la electricidad, no sólo para alumbrado, sino también para otros usos; por lo que quedó establecida la necesidad de producir volúmenes considerables de energía eléctrica y de medios prácticos para su distribución. Paralelamente a los usos incipientes de la electricidad aparecieron las centrales generadoras y los sistemas de distribución. Para poder dar uso a la electricidad se requiere de todo un conjunto de instalaciones con distintas funciones para generarla y distribuirla. Corriente eléctrica El flujo continuo de electrones en un conductor es denominado corriente eléctrica o simplemente corriente, tal movimiento de electrones se presenta cuando un conductor (cable) se conecta a dos puntos de potencial diferente; es decir, si un extremo de cable se conecta a un potencial negativo y el otro al positivo, los electrones fluirán a través del conductor del potencial negativo al positivo; este proceso es el que genera la corriente eléctrica. En general podemos encontrar dos formas de corriente eléctrica: corriente alterna (CA) y corriente directa (CD). Corriente alterna La corriente alterna (energía eléctrica comercial) en nuestro país, es generada por plantas de tipo hidroeléctrica (Chicoasen, Chiapas), termoeléctrica (Xalostoc Estado de México), nucleoeléctrica (Laguna Verde, Veracruz) y geotérmica (Cerro Prieto, Baja California Norte). La corriente eléctrica alterna que se genera en estas plantas, es enviada a otra planta de distribución zonal por medio de líneas de transmisión aéreas de alta tensión (134 mil volts), ésta a su vez se encarga de distribuirla por medio de líneas aéreas de media tensión (13,200 volts), para alimentar a los transformadores que finalmente entregan la energía para el consumo comercial (125, 220 y 440 volts). Descripción gráfica de la corriente alterna Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat La corriente alterna se define como una señal senoidal que posee las propiedades de frecuencia, periodo y amplitud que pueden representarse gráficamente por medio de formas de onda. Ésta es capaz de invertir su sentido a intervalos regulares de tiempo y está formada por valores positivos y negativos. Corriente directa Existen diversos métodos para obtener este tipo de corriente eléctrica: • Utilizando circuitos de rectificación de la corriente alterna y obtener un voltaje constante en el tiempo. Descripción grafica de la corriente directa • Utilizando un dispositivo químico que convierta la energía química en energía eléctrica, por la acción de sustancias llamadas electrolitos (pilas o baterías eléctricas). • Por el movimiento circular proporcionado por un motor de combustión interna, que mueve a un generador eléctrico. • Utilizando panales solares que transforman la energía solar en energía eléctrica. Mantenimiento preventivo Las irregularidades en el suministro de energía eléctrica provocan daños en los componentes de los equipos eléctricos y electrónicos que forman la Red Edusat, causando daños irreparables y pérdidas totales. Es en este sentido que se recomienda el uso de elementos de protección eléctrica en todos los planteles educativos, sin embargo se debe considerar que existen dificultades técnicas derivadas de las condiciones climatológicas particulares de cada estado de la República, así como también de las diferentes condiciones que presenta el suministro de energía eléctrica en cada región de los estados en particular. En este orden de ideas, no es posible recomendar una marca o modelo específico que pueda ser considerado en todos los casos, al final de este capítulo daremos las características generales mínimas que deberán cumplir los equipos de protección para emplearse en las diferentes instalaciones que cuentan con la Red Edusat. De acuerdo con las condiciones de la energía regional que se han detectado a lo largo del país, se sugiere observar las siguientes consideraciones y atender las principales fallas en el suministro de energía eléctrica. Principales fallas en el suministro de energía eléctrica Bajo voltaje En estos casos, emplear un elemento adicional como pudiera ser un regulador es inapropiado, ya que este elemento consume energía y al ser escasa, el equipo no podría encender adecuadamente. Sobre voltaje Existen regiones que durante un periodo importante reciben un suministro eléctrico superior a 10% del valor nominal y ocasionan sobrecalentamiento y por consiguiente, mal funcionamiento en los componentes electrónicos de los equipos instalados, en estas situaciones es notorio relacionar estas fallas con los horarios de la actividad industrial o fabril de la región. Variaciones de voltaje Existen eventos de elevación o disminución de voltaje en regiones cercanas a zonas industriales que ocasionan cambios repentinos de carga en la línea de energía derivados del encendido de motores o maquinaria. En estas condiciones es fundamental el empleo de elementos de protección apropiados tales como reguladores de voltaje o supresores de picos. Picos de voltaje Existen regiones donde las descargas atmosféricas, al accionar contactos, al botar o restaurar switches o al emplear generadores eléctricos, ocasionan elevaciones de voltaje eventuales o periódicos, generalmente de poca duración, pero que a pesar de ello son estas variaciones la fuente fundamental de daños severos en los componentes electrónicos de los equipos de la Red Edusat; el índice mayor de fallas temporales y permanentes que presentan los equipos de la Red Edusat se deben a estos eventos, por lo que habrá que colocar un regulador de voltaje que corrija estas anomalías. Ruido eléctrico Existen algunas regiones que presentan este tipo de interferencia eléctrica. El ruido eléctrico es generado por señales de alta frecuencia que se sobreponen a la onda fundamental de voltaje e incluso puede producirse por conexiones defectuosas, provocando mal funcionamiento y una degradación importante en los componentes electrónicos de los equipos de la Red Edusat. En estos casos el regulador de voltaje que se emplee debe garantizar el filtraje apropiado. Cortes de energía Estos eventos de pérdida de energía son frecuentes en casi todo el país, pueden ocurrir en lapsos de tiempos cortos o prolongados. Los picos de voltaje, que se Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat generan al momento en que se restituye el servicio eléctrico comercial, son los causantes de los daños a los equipos de recepción de la Red Edusat. Para evitar esto se aconseja apagar y desconectar el equipo antes de que la energía eléctrica comercial se restituya nuevamente. Las fallas más comunes en los circuitos eléctricos se deben a la falta de limpieza, falso contacto, falta de lubricación, corrosión, accesorios dañados no remplazados, también se presentan en instalaciones con conductores inadecuados para los circuitos eléctricos, instalaciones provisionales que contienen conductores a la intemperie y que cruzan caminos de circulación constante; además en accesorios que han cumplido con su tiempo de vida útil Todos los equipos electrónicos, así como los conductores tienen un límite en tiempo de vida útil, debido principalmente a los tipos de materiales y aislantes utilizados en su fabricación. Por lo tanto, requieren dispositivos de protección que satisfagan las normas y recomendaciones específicas de cada región y los protejan contra variaciones de voltaje. Dispositivos de protección Entre los dispositivos de protección, mencionamos los siguientes: Regulador de voltaje Se encarga de corregir las variaciones de voltaje existentes en la red eléctrica y entregar la energía requerida al equipo, dentro de los parámetros específicos necesarios para su operación. Tipos y características Existen diferentes tipos de reguladores pero los reguladores comerciales más recomendables son dos: los electrónicos y los ferromagnéticos, cuyas características son las siguientes: Amplio rango de regulación Los reguladores por su tecnología dan un amplio margen de regulación que va desde 80 hasta 150 voltios a la entrada, manteniendo el voltaje de salida en un rango aceptable (114 a 127 volts). Alta confiabilidad La simplicidad de su construcción en un bloque compacto y el uso de sus partes fijas dan lugar a una unidad altamente confiable bajo las condiciones más adversas de trabajo. Protección total al equipo El diseño de este tipo de reguladores, por ningún motivo puede entregar tensiones de salida superiores a la nominal (127 volts). Esto cubre inclusive una falla interna en el regulador. Protección contra sobrecarga Debido a la naturaleza ferroresonante del regulador, la corriente de salida se auto limita protegiendo a la unidad de daños internos, haciendo innecesarias protecciones adicionales tales como fusibles e interruptores termomagnéticos. En caso de corto circuito, la corriente de salida se limita a su valor nominal para el que fue diseñado. El regulador puede operar en este sentido por tiempo indefinido sin sufrir daño alguno en su estructura. Excelente rechazo de ruido eléctrico Esta unidad proporciona un alto rechazo al ruido proveniente de la línea de alimentación eléctrica comercial, esto lo hace excepcionalmente adecuado en lugares donde la línea está contaminada por perturbaciones atmosféricas o por ruido eléctrico generado por cargas como: motores, hornos eléctricos, etcétera. Diseño Su construcción está basada en un mínimo número de partes que lo hace resistente a la vibración y al impacto, además para evitar la corrosión su chasis no debe ser metálico. Alta velocidad de respuesta Debido a la ausencia de partes móviles y de circuitos electrónicos de retroalimentación, la corrección se inicia al mismo tiempo que la perturbación, terminando dicha corrección a la salida en un máximo de 1 ½ ciclos. El regulador de voltaje se diseñó pensando en las características de alimentación de los equipos electrónicos, y cuenta con los siguientes elementos: • Un transformador cuyos taps o derivaciones son conmutados electrónicamente para compensar las variaciones de voltaje. • Un sensor electrónico de voltaje que detecta las variaciones en la línea y automáticamente las corrige, cambiando los taps del transformador. • Un panel indicador del estado del sistema. • Circuito supresor de picos de voltaje. • Protecciones para el regulador y la carga (fusibles y corte automático opcional). Beneficios que ofrece un regulador • Protección de los equipos electrónicos contra las variaciones de voltaje. • Bajo costo. Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat • Fácil instalación y manejo. • Mantenimiento mínimo. Las características básicas que debe exigir al equipo a seleccionar son: • El equipo debe tener un voltaje de salida con forma tipo senoidal. • Contar con filtro para disturbios de radiofrecuencia. • Distorsión de armónicos a su salida de 1%. • Protección contra sobrecarga y corto circuito. • Supresor de picos de voltaje. • Eficiencia no menor a 98%. • Construcción robusta. • No debe producir ruido, ni calor. • Debe contar con tecnología de regulación electrónica. • Peso y dimensiones reducidas. • Libre de mantenimiento. Especificaciones generales Capacidad: Rango de alimentación: Opciones de alimentación: Regulador de voltaje: Tiempo de corrección: Eficiencia: Frecuencia de operación: Factor de utilización: Filtraje de picos: Filtraje de ruido eléctrico: Protecciones: Disipación de calor: Ruido: Acabado: 0.5 KVA ±15 % o voltaje nominal 120/208 o 127/220 V, Y, ~ ±5 % ½ ciclo (basado en tiristores) 99 % 60Hz ±2 % 100 % a carga plena Suprime los efectos destructivos de los picos de voltaje Cuenta en su circuito de potencia con un filtro eléctrico de ruido, interruptor termomagnético y fusible Cuenta con un circuito de potencia con un filtro eléctrico de ruido, interruptor termomagnético y fusible Despreciable No audible Robusto, con chasis que garantice protección antioxido Supresor de picos El sistema de distribución de energía y el equipamiento del sistema se encuentran constantemente afectados por diversos tipos de disturbios en las líneas eléctricas. La protección contra picos de voltaje o de corriente se logra con un arreglo de varistores o tiristores conectados a la entrada de las fuentes de alimentación o por la inclusión de los llamados, comercialmente, supresores de picos. Los transientes de sobrevoltaje representan el peligro más serio e inmediato para los equipos eléctricos y electrónicos que forman los sistemas de recepción de la Red Edusat. Los transientes o transitorios son sobretensiones o sobrecorrientes que normalmente duran microsegundos y son generadas por causas internas y externas. Las sobretensiones atmosféricas, las maniobras de la red eléctrica y las conmutaciones de carga de las empresas de suministro público, proveniente de instalaciones aledañas, provocan estos disturbios de energía. Prácticamente todos los componentes de Red Edusat se ven afectados en forma adversa por los picos de voltaje o corriente. Estudios del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) muestran que muchos de los picos de voltaje existentes en una línea ordinaria de 120 volts pueden alcanzar hasta 5,600 volts en promedio, los circuitos industriales o comerciales reciben un sin número de picos de voltaje que exceden los 1,000 volts. Incluso los picos de voltaje pequeños pueden disparar las funciones de los componentes electrónicos, activándolos a su estado de conducción, alterando la lógica de los receptores Edusat, lo mismo que sus tiempos y secuencias. Diagrama básico de un supresor de picos Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat Mantenimiento correctivo Para dar uso óptimo al equipo de recepción de la señal Edusat, se debe tener en buenas condiciones la fuente o suministro de energía. Las fallas también se presentan en el punto de conexión con la compañía que suministra la energía (acometida); es decir en la conexión a las líneas de suministro mal elaborada, en el uso de cable de calibre inadecuado en la acometida, en la base del medidor dañada, en el cable alimentador principal de calibre inadecuado o dañado, o en malas conexiones, entre otros. En este sentido es importante brindar mantenimiento periódico a los equipos y accesorios del suministro de energía eléctrica. Fallas principales y recomendaciones en el suministro de energía eléctrica comercial Corte de corriente por parte de la compañía de energía eléctrica por reparación de las líneas aéreas o subterráneas Regularmente la compañía de energía eléctrica nos informa con anticipación, la fecha y hora, así como la duración del corte de corriente eléctrica, por lo que se recomienda desconectar todos los equipos de la línea de alimentación, debido a que un sin número de veces la compañía realiza pruebas con voltajes mayores a los nominales en las líneas de transmisión eléctrica y éstos pueden ocasionar daños severos en los equipos. Por esto, a partir de la fecha y hora que la compañía nos indique que se va a reanudar el servicio, será cuando las líneas de suministro nos proporcionan el voltaje nominal, y en ese momento puede conectar a la línea todos los equipos. Falta general de corriente eléctrica por fallas en el transformador de alimentación o por rompimiento del cable alimentador de la línea aérea, causado por las condiciones climatológicas, la caída de algún poste eléctrico o por otros motivos Debe dar aviso a la compañía de energía eléctrica de la falla del transformador de alimentación; por seguridad no debemos tratar de reparar la falla. Es necesario que durante el tiempo de reparación se desconecten los equipos hasta que la compañía repare el transformador, y sólo hasta que exista el voltaje nominal, se conectan nuevamente los equipos. Diagrama descriptivo de la acometida alimentación distribución de una instalación eléctrica Bajo voltaje en la acometida Debe verificar que el voltaje nominal de la acometida de la compañía de energía eléctrica sea de 127 volts ±10 %; si éste se encuentra en el nivel de los 98 volts o menos, debe reportarlo a la compañía para que ésta corrija la falla. Los fusibles del interruptor de navajas están en mal estado o abiertos al sufrir una sobrecarga en la línea, causada por un corto circuito o una elevación en el voltaje de suministro. Es necesario verificar con periodicidad el interruptor de navajas así como los fusibles que se encuentran en éste, el proceso se debe hacer con sumo cuidado: Primero. Desconecte la corriente bajando la palanca de conexión; después, verifique que las navajas se encuentren en buen estado, es decir, limpias, libres de sulfatos y oxidación. En el caso que se tengan que limpiar o eliminar el óxido o sulfato, debe hacerlo con precaución y utilizar sólo una mano para trabajar en una cuchilla, además se necesita una brocha de cerdas duras, lija de grano mediano para agua, limas para fierro y franela seca; al terminar este proceso debemos aplicar grasa en las superficies de contacto del interruptor. Segundo. Verifique que las conexiones de los cables de alimentación en los circuitos de la instalación estén limpias, libres de sulfatación y oxidación, además de encontrarse bien sujetas y haciendo buen contacto; en el caso que se tengan que limpiar o eliminar el óxido o sulfato, debe hacerlo también con precaución y utilizar sólo una mano para trabajar en una conexión; además se necesita una brocha de cerdas duras, lija de grano mediano para agua, limas para fierro y franela seca. Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat Tercero. Verifique que los fusibles estén bien sujetos en los portafusibles; para revisarlos debe desmontarlos y quitar los tapones que tienen para verificar los lienzos que se encuentran dentro, si éstos están dañados debe remplazarlos. Los fusibles deben estar limpios y libres de sulfatación y oxidación; en el caso que se tenga que limpiar o eliminar el óxido o sulfato debe hacerlo tomando las medidas de precaución antes mencionadas. Todo proceso de verificación y limpieza debe realizarse en seco Cuarto. Una vez realizada esta inspección y corregidas las fallas, verifique que el voltaje de acometida nominal sea 127 volts ±10 %; para estar seguro de que alimenta a los circuitos de la instalación con el voltaje adecuado deberá contar con un multímetro, en caso de falla repórtelo inmediatamente a la compañía de luz correspondiente a su localidad. Cableado o conductores dañados por sobrecarga o corto circuito Cuando conecta en un circuito eléctrico diseñado para uso doméstico, equipos como televisores, radios, grabadoras, refrigeradores o planchas, la instalación eléctrica funciona en óptimas condiciones, ya que, los calibres de los conductores alimentadores principales y secundarios son los necesarios para dicha conexión. Pero si conecta equipo o maquinaría que consume demasiada corriente eléctrica, como plantas eléctricas para soldar, motores, aire acondicionado, calefacción, se expone a una sobrecarga o corto circuito por el calentamiento de las líneas de alimentación, y por consecuencia se dañaría el aislante de los conductores y provocaría problemas en la instalación. Cableado o conductores dañados por el término de tiempo de vida útil Para cualquier tipo de equipo o material el fabricante determina el tiempo de vida útil que tiene; y por supuesto, las instalaciones eléctricas no están exentas de esto. En la actualidad tenemos muchas instalaciones eléctricas que rebasan los 20 años de uso, es decir, que terminó su tiempo de vida útil; suponiendo que se les ha dado el mantenimiento adecuado y se ha actualizado con el reemplazo de sus accesorios, podríamos entender que se extendió su tiempo de vida útil, pero esto no significa que tengamos una instalación funcional, ya que los conductores con el tiempo de uso sufren un desgaste interno, lo que representa una resistencia mayor al paso de la corriente; en apariencia la instalación se encuentra funcionando, pero no de manera óptima, debido a que hay pérdidas de energía en los conductores. Lo recomendable es actualizar la instalación cambiando todos sus componentes, como lo indica el manual de normas para las instalaciones eléctricas de la SENER (Secretaría de Energía). Para los casos donde nunca hubo mantenimiento, la recomendación es, realizar la renovación de la instalación de acuerdo con las normas establecidas. Conductores de calibre inadecuado en el circuito El uso de calibre inadecuado (calibre menor al necesario) en los alimentadores principales y secundarios de los circuitos eléctricos de la instalación, provocará un bajo voltaje, además de un sobrecalentamiento en las líneas de alimentación. Al ocurrir esto, la energía en nuestro circuito será insuficiente, además en las áreas más lejanas tendremos severas caídas de tensión, lo que provocará un mal servicio de energía eléctrica en el plantel. Se sobrecarga un circuito por tener varios equipos eléctricos conectados, ya que, los cables sufren un sobrecalentamiento, que puede ser debido a que el calibre del cable no es el adecuado. Estos pueden llegar a calentarse tanto como las resistencias de una parrilla eléctrica, este calor puede originar que el aislante se funda, lo que provocará que se junten los cables o conductores ocasionando un corto circuito que destruya la instalación, y creando también un calor que alcanzaría tal nivel, que los objetos no refractarios que estén en contacto con el conductor se incendien, pudiendo generar un incendio en el inmueble. Lo recomendable en estos casos, es sustituir los conductores de alimentación principal y secundaria por conductores con el calibre adecuado a la máxima carga de las necesidades de la instalación. Fallas principales y recomendaciones en el suministro de energía solar Falta de limpieza en los paneles solares Los paneles solares están compuestos por un grupo de foto celdas conectadas entre si; las foto celdas transforman la energía solar en energía eléctrica de CD (corriente directa). Los paneles deben estar orientados en dirección del sol para obtener su máxima capacidad; como éstos se encuentran a la intemperie son afectados por factores del medio ambiente, como el polvo, la humedad, las nubes, la contaminación, etcétera; por eso debe limpiarlos periódicamente eliminando hojas, nidos de insectos, papel y todo lo que se encuentre encima de ellos. Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat Debe eliminar con agua el polvo, cuidando siempre que las partes metálicas de los paneles no se oxiden; si ocurre esto, se debe eliminar y aplicar pintura. Nubosidad Cuando hay nublados, la corriente eléctrica generada disminuye y es insuficiente para alimentar a las cargas conectadas, por lo que la corriente es tomada de las baterías. Mientras persista la condición de nubosidad, el banco de baterías estará descargándose. Los sistemas solares son diseñados para soportar desde dos hasta cinco días dependiendo de las condiciones de la localidad. Si el nublado persistiera más allá de estos periodos, el control de carga automáticamente desconecta la alimentación a las baterías para protegerlas de un daño irreversible; la alimentación es restablecida automáticamente cuando las baterías recuperan su carga. Falso contacto en el circuito de paneles solares Los falsos contactos en los paneles se deben a conexiones mal elaboradas, mal aisladas u oxidadas, por lo que éstas deben estar limpias y perfectamente aisladas. En los casos de conexiones que estén expuestas en forma directa al medio ambiente, debe verificar que sean buenas conexiones, en su defecto, habrá que aislarlas o recubrirlas con esmalte transparente. Calibre inadecuado de los conductores utilizados en la interconexión del circuito de paneles solares y de los alimentadores principales para el controlador de carga Debe tener los calibres adecuados en el sistema fotovoltaico de los conductores que alimentan; entre los paneles y el controlador, entre el controlador y el banco de baterías, entre el banco de baterías y el inversor, entre el inversor y la instalación del inmueble, así como en los alimentadores principales de su instalación; con esta medida evitará severas caídas de tensión en el sistema fotovoltaico y en la instalación. En este tipo de suministro es muy importante tomar en cuenta esta recomendación, debido a que el sistema genera sólo la energía eléctrica necesaria para la alimentación del equipo y si existen pérdidas no podrá alimentar los equipos. Fallas en el controlador de carga El controlador de carga es el dispositivo central del sistema, encargado de controlar la corriente (fotovoltaica), Éste se requiere para asegurar que el banco de baterías tenga permanentemente la carga adecuada. A él llegan todos los conductores de los componentes, e incluye sus protecciones, señalización y medición. El controlador de carga evita que las baterías se sobrecarguen, limitando o interrumpiendo la corriente fotovoltaica cuando las baterías se encuentren totalmente cargadas. Además, asegura que el voltaje de las baterías no exceda el permitido para los equipos conectados. Por otro lado, el control de carga limita el voltaje mínimo al que las baterías se descargan, interrumpiendo el suministro a los equipos alimentados parcial o totalmente. Debido a lo importante que es el controlador de carga, debe verificar que los cables estén bien conectados, éstos son los que vienen de los paneles solares, así como los que van al banco de baterías. Como el controlador cuenta con elementos de protección debe verificar que los interruptores termoeléctricos estén siempre cerrados, además de verificar en el dispositivo de medición la cantidad de voltaje que llega de los paneles solares; por último, revisar el voltaje que tiene el banco de baterías. Fallas en el inversor de corriente directa (CD) a corriente alterna (CA) El inversor CD/CA es un dispositivo electrónico que convierte el voltaje de corriente directa del banco de baterías en un voltaje de corriente alterna usualmente de mayor valor. Éste debe ser el adecuado para los equipos que alimenta, además debe cuidar que tenga la capacidad de suministrar la corriente de arranque de cualquiera de los equipos que emplea. Al igual que los demás dispositivos, debe estar perfectamente limpio; este dispositivo permite la conexión de los sistemas de la Red Edusat, ya que éstos funcionan con corriente alterna y no con corriente directa. Fallas en el banco de baterías por mal contacto Debido a la sulfatación y oxidación que se produce por la electrólisis del ácido sulfúrico en los bornes de las baterías, se provocan malos contactos por la contaminación de óxidos y sulfatos (sustancias blanca, verde y azul sobre los elementos) en los conductores, en los bornes y en los conectores para las baterías. Para evitar la sulfatación y oxidación, debe desconectar periódicamente de las baterías los conectores, lavando con un cepillo de cerdas duras y agua simple los bornes de las baterías y los conectores hasta que desaparezcan las sustancias contaminantes; una vez realizado este proceso, debe secarlos con una franela así como los extremos de los conductores para realizar nuevamente las conexiones; después de que estén conectados y perfectamente sujetos los conectores y los bornes, debe checar el voltaje del banco de baterías; es recomendable, al final, aplicar una capa delgada de grasa automotriz para evitar nuevamente la sulfatación y la oxidación. Fallas en el banco de baterías que se encuentran en mal estado o dañadas Los paneles solares son fuente de energía eléctrica en el sistema fotovoltaico, las baterías son la fuente de almacenamiento y soporte del sistema. El banco de baterías en el sistema fotovoltaico está formado por un grupo de baterías conectadas en serie o serie paralelo para obtener el voltaje deseado. Éstas son susceptibles de Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat almacenar energía eléctrica en forma química (electrólisis) y cederla a un equipo en forma de energía eléctrica; este efecto lo consideramos como carga y descarga eléctrica de las baterías. Estos dispositivos están compuestos por celdas electroquímicas de plomo ácido. El plomo de las rejillas usualmente se mezcla con otros metales para que la celda tenga rigidez, esta aleación se realiza con antimonio o calcio y pequeñas cantidades de cadmio. La aleación de la placa realiza un efecto importante en el comportamiento y la vida de las celdas. El antimonio conforma una celda resistente a altas temperaturas y tolerante a descargas profundas; por esto, la auto descarga (pérdida de energía dentro de la celda) aumenta y la pérdida de agua por la electrólisis se incrementa y se desprende hidrógeno en forma de gas (gas sumamente inflamable), por lo que las celdas no pueden ser selladas. Recuerde que las baterías deben estar colocadas en un lugar ventilado y lejos del alcance de los alumnos y personas ajenas al plantel. Las baterías de plomo ácido son poco resistentes a las descargas profundas y su vida disminuye notablemente con la temperatura, por cada 10 °C de incremento de temperatura a partir de 25 °C las baterías reducen su vida 20 %. También hay baterías de níquel cadmio, placas secas positivas y negativas, éstas presentan características de construcción y operación ventajosas, pero debido a su alto costo son poco usadas en sistemas fotovoltaicos. Cuando se carga eléctricamente una batería y ésta no sostiene la carga eléctrica, es porque las celdas se degradan por su uso, provocando un corto circuito entre ellas, originado por las sedimentaciones que se almacenan en el fondo del contenedor; en estos casos se recomienda cambiar la batería, pero sería más recomendable cambiar todo el banco de baterías para que todas tengan el mismo tiempo de vida útil. Al realizar cualquier tipo de limpieza en el banco de baterías se debe tener precaución y evitar el contacto con las sustancias ácidas, ya que podría causar daños severos a la piel y los ojos Para conocer la densidad de electrolitos en las baterías, se debe utilizar un densímetro que nos indica la densidad de la solución ácida, si ésta es baja debemos agregar el ácido necesario para la concentración requerida en la solución. Diagrama típico fotovoltaico A continuación se presenta el diagrama en él se describe la acometida de la energía solar para una casa habitación, (esta puede ser una base para los planteles escolares). Diagrama típico fotovoltaico Fallas principales y recomendaciones en el suministro de energía mecánica Falta de combustible en el depósito El combustible es la fuente principal para generar energía mecánica en el motor y obtener energía eléctrica en el generador alternador, por lo que es importante saber sobre su consumo, esto le permitirá conocer si cuenta con el depósito adecuado; de no ser así, tiene que conectar un depósito alterno de mayor capacidad, mismo que debe ubicarse en una área diferente de la que se encuentre la planta, además de ser fabricado con lámina negra, (también las tuberías y conexiones deben ser de fierro negro). Cambio de filtros (filtro de combustible y filtro de aire) En forma periódica debe verificar los sedimentos en los depósitos de combustibles y limpiarlos. Los filtros de combustible deben cambiarse periódicamente; los filtros de diesel debe purgarlos, ya que realizan un centrifugado para eliminar el agua que podría provocar un mal funcionamiento en la planta. Programa de formación integral para el conocimiento, instalación, uso y mantenimiento de la Red Edusat La gasolina contiene impurezas por lo que el filtro tendrá que reemplazarse, de no ser así, estas impurezas pasaran al carburador tapando las espreas de alimentación para la mezcla aire gasolina. En ambos casos es necesario que los filtros de aire no se encuentren tapados o obstruidos por las partículas suspendidas que contiene el aire, ya que para una buena mezcla en la combustión se requiere de aire limpio, por lo que debe cambiarlos periódicamente. Hay que tener mucho cuidado y no operar las plantas sin los filtros porque esto perjudicará al motor creando problemas irreparables en la planta. Bajo nivel de aceite lubricante y cambio de filtro En todos los motores de combustión interna el aceite lubricante juega un papel importante, a los metales les proporciona una delgada película sobre la que se desliza con suavidad, evitando que con el calor de fricción se dañen entre sí. Planta de energía eléctrica Los aceites lubricantes contienen aditivos que evitan la oxidación en las diferentes temperaturas a las que trabaja el motor, aditivos que mantienen la viscosidad tanto en bajas como en altas temperaturas, sin éstos el aceite se convertirá en resina; la resina tiene diferentes propiedades como son, consistencia adhesiva, cristalización y otras características que causarán un efecto contrario al de lubricar. Si en el motor no existe el suficiente nivel de aceite, debe agregarle lo necesario para que el sistema de bombeo de lubricación cubra todo el motor, también debe verificar que el lubricante no se encuentre demasiado sucio o adulterado por el uso, en este caso tendrá que realizar el cambio total que incluiría al filtro respectivo, verificando siempre el nivel de aceite. Afinación De acuerdo al tiempo de uso debe realizar la afinación del motor de gasolina, que consta del cambio de bujías, cables, platinos y condensador, en promedio esto lo debe realizar cada seis meses. En el caso de motores de diesel, la afinación es más compleja y se debe realizar un servicio especializado, porque requiere herramienta y equipo para calibrar los inyectores, ésta se puede realizar cada dos años, siempre y cuando se realice periódicamente la purga de agua en los filtros centrífugos, para evitar que el agua dañe los inyectores.
