Los sistemas solares híbridos son una opción cada vez más popular para adoptar energías renovables, al combinar sistemas de energía solar con un uso rentable de la red eléctrica pública. Este artículo explica los componentes principales de estos sistemas y ofrece alguna orientación para elegir el correcto. sistema solar hibrido para sus necesidades.
Índice del contenido
El crecimiento del mercado de los sistemas solares híbridos.
Una introducción a los sistemas solares híbridos.
Componentes de un sistema solar híbrido
Cómo elegir el tamaño correcto de un sistema solar híbrido
Reflexiones finales
El crecimiento del mercado de los sistemas solares híbridos.
El mercado global de sistemas solares está creciendo a un ritmo muy saludable, en gran parte debido a una combinación de costos crecientes de la red eléctrica pública y apoyo gubernamental a los sistemas de energía renovable en el hogar. El mercado residencial ve más flexibilidad y rentabilidad al tener un sistema doméstico que haga el mejor uso de la energía solar, además de encontrar formas de minimizar la necesidad de depender de la red pública.
Debido a que los sistemas solares híbridos tienen varios componentes, el mercado global se mide mejor a través del crecimiento de los inversores solares híbridos, que son la "inteligencia" esencial en un sistema solar híbrido. Si analizamos el período comprendido entre 2023 y 2032, se proyecta que el mercado mundial de inversores solares híbridos tendrá una tasa de crecimiento anual compuesta. (TCAC) del 9.2%, de 7.39 millones de dólares en 2023 a alrededor de 16.32 millones de dólares en 2032.
El mercado global esperaría ver un crecimiento aún mayor si no fuera por el alto costo de instalación de los componentes principales, particularmente el costo de los inversores, y el largo período requerido para ver el retorno de la inversión.
Una introducción a los sistemas solares híbridos.
Sistemas solares híbridos combinar la electricidad generada a partir de paneles solares fotovoltaicos (PV) con la electricidad generada a partir de la red de servicios públicos, almacenando la electricidad recolectada en un sistema de almacenamiento de baterías.
En comparación, los sistemas de "energía" híbridos combinan electricidad generada a partir de múltiples fuentes, que pueden incluir energía solar junto con turbinas eólicas, generadores hidroeléctricos, redes públicas y generadores de combustible independientes.
Ya sea que el sistema híbrido utilice únicamente energía solar o integre fuentes mixtas, los principios son los mismos. La energía se captura, regula y almacena como corriente continua (CC) en un banco de baterías, que luego se pone a disposición del hogar convirtiéndola primero a corriente alterna (CA) y luego la utilizan los electrodomésticos según sea necesario.
Los sistemas de energía que solo utilizan la red de servicios públicos se denominan sistemas de "red conectada" o "conectados a la red". Los sistemas solares que son autónomos, utilizan únicamente la energía de los paneles solares (y/u otras fuentes de energía) y están aislados de la red de servicios públicos, se denominan "fuera de la red".
Los sistemas solares híbridos pueden cambiar entre diferentes modos de red dependiendo de las fuentes de energía disponibles, y es esta adaptabilidad la que hace que los sistemas solares híbridos sean una opción cada vez más popular.
En un sistema de red estable, donde la energía de los servicios públicos es confiable y consistente, tener un sistema híbrido ofrece al hogar cierta flexibilidad y ahorro de costos.
- Cuando la energía solar es abundante, la casa aprovecha esta energía para todos sus usos, ahorrando en costes de servicios públicos.
- Si el clima está nublado y la energía solar no es suficiente, la casa puede "recargar" el almacenamiento de la batería, utilizando un suministro eléctrico de servicios públicos fuera de las horas pico con tarifas más económicas.
- Si el suministro solar es abundante y las baterías están llenas, el excedente de electricidad generado por el sistema solar doméstico puede devolverse a la red pública, que la empresa de servicios públicos puede comprar o acreditar.
En un sistema de red inestable, donde los frecuentes cortes de energía o desconexión de carga pueden significar que se pierda energía durante muchas horas al día, el sistema solar híbrido suministra energía a la casa a partir de las baterías almacenadas. Cuando hay energía de la red disponible, se utiliza para recargar las baterías, complementando la energía solar.
Componentes de un sistema solar híbrido
El diagrama anterior por Compañía de nueva energía Xiamen Nacyc muestra cada uno de los componentes importantes del sistema solar híbrido, los paneles fotovoltaicos, el banco de baterías de iones de litio y el inversor híbrido, mostrando cómo se conectan a la red eléctrica pública y al hogar.
Paneles solares fotovoltaicos (PV)
Este sistema completo de United Energy muestra un conjunto de cuatro paneles de células solares fotovoltaicas (PV), así como todos los demás componentes. El número real de paneles necesarios dependerá de la capacidad necesaria, y su precio oscila entre 0.30 y 0.50 dólares por vatio.
Los paneles solares, paneles de células solares o paneles solares fotovoltaicos son los componentes más visibles del sistema solar híbrido. Estos paneles utilizan una serie de células fotovoltaicas (PV) que excitan electrones, que luego pasan a través de un circuito para generar corriente continua, que puede usarse directamente para alimentar dispositivos o, más comúnmente, almacenarse en baterías para su uso posterior.
Los paneles solares suelen instalarse en el tejado, ya sea en ángulo sobre las tejas o sobre un tejado plano. Para un techo plano, el usuario puede inclinar los paneles hacia la luz solar más fuerte, mientras que si se colocan sobre las tejas, es normal seleccionar el lado que recibe más sol.
La cantidad de paneles necesarios para instalar dependerá de los requisitos de consumo de energía doméstico del usuario, la estabilidad de la red local y también la probable cantidad de luz solar disponible.
Banco de baterías de iones de litio
Cuando se captura energía, ya sea de paneles solares o cuando se alimenta desde la red, se almacena en una serie de baterías de iones de litio. En sistemas más pequeños, las baterías pueden estar independientes en lugar de en un gabinete de baterías, pero aún así estarán conectadas entre sí como un formación.
La cantidad de almacenamiento de batería necesaria dependerá de los requisitos de consumo de energía doméstico del usuario y de hasta qué punto el usuario quiera permanecer independiente de la red local. Cuanta más energía se almacene, más electricidad estará disponible para uso "fuera de la red".
Inversor híbrido
Inversores solares híbridos manejar todas las transferencias de energía, regulación y conversión entre las baterías, la red eléctrica doméstica y la red eléctrica de servicios públicos.
Los modernos sistemas inteligentes de gestión de energía permiten al inversor:
- gestionar la carga y el almacenamiento del panel solar,
- controlar los niveles de carga de la batería,
- cambiar entre el uso de la red pública y de la batería,
- convierte la corriente CC almacenada en CA,
- suministrar electricidad al hogar,
- suministrar energía excedente a la red pública,
- proporcionar datos en tiempo real a la nube y a las computadoras locales.
Es importante planificar un inversor con capacidad para proporcionar la suficiente conversión de CA simultánea que necesitará el hogar. Como ejemplo sencillo, los microondas, hervidores, hornos y calentadores (o aire acondicionado) pueden consumir entre 2 y 5 Kw individualmente. Si se usan todos juntos, esto colocará una carga simultánea muy alta en el inversor, que puede dispararse si se consume más energía de la que el inversor puede convertir. Los sistemas inteligentes le ayudarán a gestionar la demanda excesiva sin provocar que el sistema se dispare.
Otros componentes
Los componentes principales incluidos en un sistema completo son los paneles solares, el inversor híbrido, las baterías de almacenamiento y el software de monitoreo. También pueden incluir accesorios, cableado y, en algunos casos, un juego de herramientas completo.
Cómo elegir el tamaño correcto de un sistema solar híbrido
Al seleccionar el tamaño correcto del sistema para el uso deseado, el proveedor debería poder ayudar con los cálculos. Una hoja de cálculo puede ayudar y es posible que el proveedor tenga una para entregársela.
Los factores clave para planificar se basarán en el uso diario y simultáneo esperado, en kilovatios. Esto se puede determinar a partir de las facturas mensuales de servicios públicos para estimar el uso mensual de kilovatios y luego debe dividirse en una cantidad diaria. Es poco probable que esto proporcione una reducción detallada de las horas, pero es útil pensar en los horarios de uso pico en lugar del promedio. Por ejemplo, cocinar a la hora de comer puede implicar el uso de equipos de alta potencia, horno, microondas y otros electrodomésticos de cocina, y al mismo tiempo utilizar energía para la calefacción del hogar, el calentamiento de agua, la televisión y el Internet en el hogar.
Si la intención es generar un excedente de oferta para retroalimentar a la red pública, entonces la estimación debe tener en cuenta ese excedente. Por supuesto, todas estas estimaciones deben conducir en última instancia a un sistema que se ajuste al presupuesto, así como a la cantidad probable de luz solar constante disponible. Es posible que sea necesario hacer concesiones para encontrar el tamaño adecuado del sistema.
Es importante señalar que los sistemas solares híbridos requieren un gran coste inicial, en la compra de todo el equipo, la instalación y la conexión. Es probable que el retorno de la inversión se produzca a lo largo de varios años, en lugar de meses, por lo que las expectativas deben gestionarse al construir un sistema basándose únicamente en el ahorro de costos.
Reflexiones finales
Los sistemas solares híbridos aprovechan mejor la combinación de energía solar renovable y el uso selectivo de la red de servicios públicos. El principal componente del sistema que hace posible la combinación inteligente es el inversor híbrido inteligente, con sistemas de gestión de energía que dan el control al usuario doméstico.
Existe una amplia variedad de sistemas híbridos disponibles, todos los cuales incluyen los componentes principales de paneles solares fotovoltaicos, conjuntos de baterías de almacenamiento y un moderno inversor híbrido, con software inteligente. El desafío para el usuario es decidir qué capacidad desea, qué uso de la red pública se prefiere (o es necesario en un entorno de red inestable) y luego qué tamaño de sistema se necesita para manejar eso. La capacidad está determinada por cuántos paneles se necesitan para capturar suficiente luz solar, cuántas baterías de almacenamiento se necesitan para mantener suficiente energía para todos los usos y qué capacidad de conversión CC/CA puede manejar el inversor para cualquier demanda simultánea.
El costo es un factor importante, ya que la mayor parte del costo es una inversión inicial, en la compra e instalación de los componentes, y es probable que el retorno de la inversión (ROI) se prolongue durante un largo período. Sin embargo, cuando hay una red eléctrica inestable, un alto costo de inversión puede ser más aceptable para la necesidad de energía regular. Los proveedores pueden fijar el precio por juego completo, pero muchos fijan el precio en dólares estadounidenses por vatio, por lo que nuevamente es importante conocer la capacidad necesaria.
Los compradores potenciales querrán comparar las opciones disponibles. Puede encontrar más información sobre la amplia selección de sistemas solares híbridos disponibles y sus componentes individuales en la sala de exposición en línea en Chovm.com.
