Curso Gratis “Energía Solar” www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Derechos reservados CEMAER © 2015 Esta tercera edición fue terminada en Abril 2015. Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio electromagnético, mecánico o por cualquier otro medio, sin previa autorización por escrito, del autor o del editor, excepto cuando se hace una copia única para guardar en la computadora, o se imprime para uso personal, exclusivamente. De cualquier manera, la reproducción del contenido para usos comerciales, viola los derechos de autor, de acuerdo con las leyes internacionales. Si quieres compartir estos conocimientos, cualquier persona se puede inscribir de manera gratuita al este curso, puedes dirigir a tus amigos, familiares y conocidos a la siguiente página para que se inscriban al curso y lo puedan recibir de manera gratuita: http://energia.cemaer.org/curso-­‐gratis-­‐amigos/ www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Introducción Te damos la bienvenida al este cruso gratuito en donde aprenderás a armar tu primer sistema fotovoltaico. Es muy importante que leas y sigas este manual de apoyo junto con los videos, uno es complementario del otro y viceversa. Este manual está dividido en 4 partes: 1. Conceptos Básicos y Lineamientos Generales 2. Construcción de un Panel Solar 3. Componentes y Armado del Sistema Fotovoltáico 4. Lista de Proveedores www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Conceptos Básicos y Lineamientos Generales Electrónica Básica Es importante conocer los siguientes conceptos, ya que se utilizan a lo largo de todo el proceso de construcción del panel. Pero lo más importante es conocer y memorizar las fórmulas entre los 3 y distinguir las conexiones en serie y paralelo. Amperaje El amperaje no es otra cosa que la fuerza o la potencia en una corriente eléctrica circulando entre dos puntos, estos son el negativo y el positivo, a través de un conductor o cable eléctrico. La corriente eléctrica circula del negativo hacia el positivo. Cuando conectamos cosas en PARALELO sumamos el amperaje. El amperaje en un circuito eléctrico se ha comparado con un flujo de agua por un conducto, cuanto más caudal de agua, mayor “amperaje”, otro factor que influye es el grosor del conducto. Si el conducto es reducido el agua contiene más presión pero su caudal será menor. Si por el contrario, el conducto es mayor, la cantidad de agua será, por lo mismo mayor pero a menor presión. Lo mismo sucede con un conductor eléctrico, si su grosor es reducido, la corriente encontrará resistencia u oposición a su paso, si el grosor es mayor, fluirá de forma libre con menor resistencia. Voltaje El voltaje, tensión, también diferencia de potencial, se le denomina a la fuerza electromotriz (FEM) que ejerce una presión o carga en un circuito eléctrico cerrado sobre los electrones, completando con esto un circuito eléctrico. Esto da como resultado el flujo de corriente eléctrica. Cuanto mayor sea la presión ejercida de la fuerza electromotriz sobre los electrones o cargas eléctricas que circulan por el conductor, en esa medida será el voltaje o tensión que existirá en el circuito. Se necesita una diferencia de voltaje para que la electricidad pueda fluir. Por ejemplo, para cargar una batería de 12 volts necesitamos alrededor de 18 volts en el panel solar para que la electricidad vaya del panel hacia la batería. Cuando conectamos cosas en SERIE sumamos el voltaje. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Watts Un watt es la potencia eléctrica producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 voltiamperio). Las fórmulas para calcular los amperes, el voltaje y los watts son las siguientes: Watts (W) = Voltaje (V) x Amperaje (A) Voltaje (V) = Watts (W) / Amperaje (A) Amperaje (A) = Watts (W) / Voltaje (A) Conexiones en Serie Cuando hacemos conexiones en serie conectamos el polo positivo de un aparato con el polo negativo, como vemos en la siguiente imagen. Cuando hacemos conexiones en serie sumamos el voltaje y el amperaje se queda igual. Conexiones en Paralelo Cuando hacemos conexiones en paralelo conectamos polo positivo con polo positivo y polo negativo con polo negativo, como vemos en la siguiente imagen. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Cuando hacemos conexiones en paralelo sumamos el amperaje y el voltaje se queda igual. Código de Colores del Cableado Los cables de colores no responden a un asunto estético. El color es un código, que indica su uso específico. Conductor de tierra El conductor de tierra se puede identificar de tres formas: -­‐ Aislante de color verde -­‐ Aislante de color verde con una línea helicoidal o recta de color amarillo. -­‐ Puede ser un alambre o cable desnudo (sin aislante). Este cable por lo general es de cobre. Conductor neutro Hay diferentes formas de identificarse según el país pero los más comunes son los siguientes: -­‐ Aislante blanco ( utilizado en América) (utilizado en las instalaciones eléctricas de la vivienda) -­‐ Aislante azul claro ( utilizado en Europa) (utilizado en los cordones de las herramientas portátiles y electrodomésticos) Conductor fase Este conductor puede ser de cualquier color diferente al del neutro o tierra, pero los más utilizados por normas son: -­‐ Aislante negro (en sistemas de corriente directa es el polo negativo) -­‐ Aislante rojo (en sistemas de corriente directa es el polo positivo) www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” -­‐ Aislante azul oscuro Paneles de 36, 60 y 72 Celdas Solares La principal razón por la que existen paneles de diferentes números de celdas es para generar diferentes voltajes. Los paneles de 36 celdas son conocidos como paneles de 12 volts, ya que aunque generan alrededor de 18 volts nos sirven para cargar baterías de 12 volts. Estos paneles normalmente son usados para sistemas fotovoltaicos a base de baterías y su potencia máxima es de 150 watts. El panel que recomendamos en este curso es de este tipo. Los paneles de 60 y 72 celdas son conocidos como de 24 volts. Hoy en día ya casi no se encuentran paneles de 72 celdas, son mucho más comunes los de 60 celdas. Este tipo de paneles generalmente se usan para sistemas interconectados o sistemas aislados muy grandes. Sus capacidades van desde los 160 hasta los 300 watts. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Construcción de Un Panel Solar Panel de 60 Watts Para construir este panel conectaremos 36 celdas solares policristalinas de 15x7.5 centímetros cada una, las especificaciones de las celdas son las siguientes: • Amperaje: 3.5A • Voltaje: 0.5V • Wattaje: 1.75 Watts Entonces, si conectamos 36 celdas y lo multiplicamos por 1.75 watts tenemos 63 watts, que redondeamos a 60 Watts. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Lista de Materiales Las celdas solares, el bus y tab wire y plumón flux se compran todos juntos en un kit solar. En la lista se desglosa cada uno para que los conozcas. Imagen Nombre Precio Aproximado USD En dónde comprar 36 Celdas solares $100.00 (vienen en kits) Ver lista de proveedores al Final Bus Wire (grueso) Tab Wire (delgado) NA (vienen en kits) Ver lista de proveedores al Final Plumón Flux NA (vienen en kits) Ver lista de proveedores al Final Vidrio 6mm de 82*66 cm ½ Pulgada $34.00 $3.00 Vidriería Local Vidriería Local Pistola de Silicón $4.00 Maderería o Ferretería Local (Home Depot) Silicón para vidrios y canceles $3.30 Ferretería Local (Home Depot) Cable AWG calibre 16 5 metros $5.30 Eléctrica o Ferretería Local (Home Depot) 2 Vidrios Gomas para Vidrio www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Cautín de 30 watts o más $12.00 Eléctrica o Ferretería Local (Steren) Soldadura 40% estaño – 60% plomo ¼” $6.00 Eléctrica o Ferretería Local (Home Depot) Pasta para soldar de estaño, sin plomo $2.70 Eléctrica o Ferretería Local (Home Depot) Multímetro Básico $12.00 Eléctrica o Ferretería Local (Steren) Desarmador Plano NA NA Flexómetro NA NA www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Precio Unitario de Un Panel Solar de 60 Watts Producto Precio Aprox USD Uso en el Panel Total Kit Solar Cable AWG 2 Vidrios de 82*66 cm (6mm) Gomas para Vidrio Pasta para soldar de estaño, sin plomo Soldadura 40% estaño – 60% plomo ¼” Silicón para vidrios y canceles $100.00 $5.30 $34.00 $3.00 100% 100% 100% 100% $100.00 $5.30 $34.00 $3.00 $2.70 10% $0.27 $6.00 10% $0.60 $3.30 50% $1.65 Total: $144.82 USD www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Diagramas de Apoyo www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Diagrama Soldadura del Cable El siguiente es un acercamiento a cómo queda soldado el cable al bus wire. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Componentes y Armado del Sistema Fotovoltaico Como vemos en el video 9 aparte del panel solar necesitamos un controlador, una batería y un inversor para poder aprovechar la electricidad generada por el panel. En este capítulo explicamos qué es cada uno y para que sirve. Controlador El controlador de carga protege a la batería contra posible sobrecarga del modulo solar y evita que sea fuertemente descargada durante los consumos. Las características de carga comprenden diversos estados que incluyen la adaptación automática a la temperatura ambiente. La capacidad de los controladores se mide en amperes, Los hay desde 5 hasta 80 amperes. Batería Ciclo Profundo Las baterías de ciclado profundo están especialmente diseñadas para soportar un alto número de descargas profundas, y ser recargadas sin afectar su desempeño, a diferencia de las baterías automotrices, que al ser sometidas a condiciones de descargas profundas, pierden más rápidamente su capacidad. Un ciclo se describe como una descarga y una carga de la batería, no importando el porcentaje de descarga que haya sufrido. Ejemplo, si descargas una batería al 50% y la recargas al 100% eso es un ciclo. Diferencias entre baterías de Ciclado Profundo y las baterías de arranque (automotrices) Además de las características de su diseño, las demandas de energía de ambos tipos de baterías también son diferentes, ya que las baterías de ciclado profundo proveen cantidades relativamente bajas de corriente por largos períodos de tiempo, mientras que a una batería automotriz se le demandan grandes cantidades de energía por sólo unos cuantos segundos; posteriormente, un alternador se encarga de recargarla y de entregar la energía al sistema eléctrico del vehículo en marcha. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Una batería automotriz descargada de manera profunda, puede perder su capacidad de uso a sólo 50 ciclos o menos, mientras que un acumulador de ciclado profundo continúa con óptimo desempeño aún después de los 450 ciclos. Inversor El inversor es un dispositivo capaz de convertir la corriente directa que entrega nuestra batería en corriente alterna que utilizan nuestros aparatos domésticos, es decir de DC 12 volts la trasforma a AC 120 volts o 240 volts. Los hay en distintas potencias 100, 200, 400, y 600 watts. Los de mayor capacidad tienen otros usos y el precio es mucho mayor. Para elegir la potencia tendremos que tomar en cuenta qué queremos conectarle a nuestro inversor. Ejemplo: Si quiero conectarle una televisión de 150 watts, dos focos de 15 watts cada uno, y una computadora de 80 watts, da un total de 260 watts, por lo que necesitare un inversor de 400 watts. Ejemplo 2: Si quiero conectarle una podadora de 450 watts, necesito un inversor de 600 watts. Diagrama Esquemático de Conexión del Sistema Fotovoltaico Este diagrama es complemento de lo explicado en el video 8. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Tablas de Capacidades A continuación describiremos las capacidades de cada uno de los componentes que puedes usar para armar tu primer sistema fotovoltaico. También te presentamos una tabla con los aparatos que le puedes conectar y por cuánto tiempo. Lo importante de esta sección es la capacidad de los componentes, no su marca. La marca puede ser cualquiera que tenga el proveedor de tu localidad o país, pero siempre y cuando respetes las capacidades señaladass tu sistema funcionará bien. Puedes comprar componentes con capacidades más grandes si no encuentras las que mencionamos específicamente, no pasa nada, pero te recomendamos comprar lo más cercano a lo recomendado. Lo que NO puedes hacer es comprar componentes de menor potencia. Componente Unidad Capacidad Panel Solar Watts 60 Controlador Amperes 10 Batería Amperes-­‐Hora Entre 17 y 25 Inversor Watts 250 watts Cables Calibre AWG #12 Qué le Puedo Conectar y por Cuánto Tiempo A continuación hemos creado una lista de aparatos que le puedes conectar a este tu primer sistema de energía solar. Es importante hacer dos aclaraciones al respecto: 1. La siguiente tabla es únicamente una aproximación. La cantidad de tiempo que funcionará el sistema puede variar dependiendo de la marca y edad de los aparatos que conectes. 2. El panel solar debe estar expuesto al sol todo el día. Si lo tienes dentro de tu casa y sólo lo pones al sol unas horas al día no generará la energía suficiente para prender los aparatos. Aparato Potencia en Watts Horas al día de Uso Teléfono Celular 5 24 Computadora Escritorio 150 1 Laptop 50 3 Foco LED 6 24 Foco Ahorrador CFL 20 9 Televisión 100 2 Radio 20 9 www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Al sistema le puedes conectar cualquier cosa que quieras, que consuma 200 watts o menos. Si quieres conectar un aparato distinto al de la tabla puedes usar la misma tabla para calcular cuánto tiempo te durará prendido según la potencia de este aparato. www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Lista de Proveedores Te presentamos varios proveedores tanto para comprar los kits de celdas solares como para comprar los componentes. Es importante mencionar que estas son únicamente recomendaciones, y que buscando en Google posiblemente puedas encontrar proveedores cercanos a tu ciudad. Tambien cabe mencionar que la mayoría de los proveedores envían sus componentes a través de mensajería, por lo que si no encuentras a un proveedor específico en tu ciudad contacta al que te mencionamos en esta lista de tu país, estoy seguro estará encantado de ayudarte. Proveedores Kits de Celdas En el siguiente artículo del blog de CEMAER podrás encontrar varios proveedores de kits de celdas solares. La mayoría están en Estados Unidos o China, pero muchos de ellos envían a todo el mundo. http://www.cemaer.org/proveedores-­‐de-­‐kits-­‐de-­‐celdas-­‐solares/ Proveedores de Componentes Fotovoltaicos México Centro y Sureste Refacsol http://www.refacsol.com/ [email protected] 01 800 7332765 Norte Solar Power Group http://www.solarpowergroup.mx/ [email protected] 01 81 2040 6155 Colombia DMC Solar www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” http://dmcsolar.co/ [email protected] 571 7443803 Argentina Energía Solar Argentina http://www.energiasolarargentina.com/ [email protected] 011-­‐4857-­‐6160 Celular: 011-­‐15-­‐6092-­‐5720 Chile Solar Shop Chile http://www.solarshop.cl/ http://www.solarshop.cl/contact-­‐form.php 56(2) 2 365 13 45 / +56(2) 2 481 62 10 España Auto Solar https://autosolar.es/ https://autosolar.es/contactar 961 430 113 Perú Liders http://www.fotovoltaicosperu.com/ [email protected] (+51) 01-­‐387 5985 -­‐ Movistar: 945 086 444 El Salvador Tecnosolar http://www.asolanosolar.com/home [email protected] 503-­‐22605547 Cel: 503-­‐78783852; 503-­‐78101520 Guatemala Solar Guat http://www.solarguat.com/ [email protected] www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” 2412-­‐7499 Costa Rica PuraSol http://www.purasol.co.cr/es/ [email protected] (+506) 2772 Panamá Panasolar http://www.panasolar.net/ [email protected] -­‐1498 (507) 399-­‐0101, 390-­‐8056, 6500-­‐1221 Bolivia ST Solar http://www.stsolarbolivia.com/home.php [email protected] 73746969 – 70580571 Ecuador Proviento http://www.proviento.com.ec/ [email protected] (02) 2231844, Cel.: 0984286666 Muchas gracias y esperamos hayas disfrutado de este curso gratuito. Recuerda que puedes encontrar nuestra oferta educativa en energías renovables en la siguiente página: http://www.cemaer.org/cursos-­‐3/ www.cemaer.org Manual de Apoyo Curso Gratis “Energía Solar” Derechos reservados CEMAER © 2015 Esta tercera edición fue terminada en Abril 2015. Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio electromagnético, mecánico o por cualquier otro medio, sin previa autorización por escrito, del autor o del editor, excepto cuando se hace una copia única para guardar en la computadora, o se imprime para uso personal, exclusivamente. De cualquier manera, la reproducción del contenido para usos comerciales, viola los derechos de autor, de acuerdo con las leyes internacionales. Si quieres compartir estos conocimientos, cualquier persona se puede inscribir de manera gratuita al este curso, puedes dirigir a tus amigos, familiares y conocidos a la siguiente página para que se inscriban al curso y lo puedan recibir de manera gratuita: http://energia.cemaer.org/curso-­‐gratis-­‐amigos/ www.cemaer.org Manual de Apoyo
