Local recurrence
TREATMENT
Este componente regula el flujo de electricidad desde la fuente de generación hacia el banco de baterías. Los reguladores actuales tienen la capacidad de manejar algoritmos de control de seguimiento de punto de máxima potencia (MPPT) y reemplazan en muchos casos la protección de tipo diodo de bloqueo. El regulador de carga es el componente central de un sistema aislado, ya que regula el flujo de energía en el conjunto del sistema y es fundamental para determinar su funcionamiento. Las funciones del regulador de carga son las siguientes:
- Evita sobrecargas en las baterías que puedan producir daños. - Impide la descarga de la batería
- Asegura el funcionamiento del sistema en el punto de máxima eficacia. Es quizá la pieza clave del sistema, ya que el regulador de carga, entrega una tensión constante en sus salidas, asegurando el buen funcionamiento de todos los receptores que se conecten al sistema.
Características eléctricas: - Tensión de funcionamiento
Es la tensión a la que debe estar conectado el sistema generador (paneles o aerogeneradores).
- Intensidad de carga
Corresponde con la máxima intensidad que puede entregar el sistema generador en servicio permanente.
- Intensidad de descarga
Es la máxima intensidad que puede entregar el regulador de manera permanente, debe corresponderse con la del sistema de acumulación, de esta manera se evitarán sobrecargas en las mismas.
Constituye el componente más importante del sistema, un regulador de carga de alta calidad, se encontrara en una categoría de precios más alta, pero se amortiza rápidamente, pues contribuye de manera decisiva a alargar la vida útil de la batería, por lo tanto, reduce considerablemente los costos totales del sistema. El regulador de carga debe estar dimensionado para la corriente máxima de cortocircuito y para la corriente máxima de trabajo.
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BATERIAS
Están definidas con el nombre de "baterías a tracción" o "baterías industriales" las baterías de acumuladores al plomo destinadas a la alimentación de motores eléctricos instalados en montacargas, carretillas, vehículos eléctricos, entre otros. Por definición un acumulador al plomo (elemento) es una celda electroquímica en la cual, estando cargada, las sustancias que actúan como materias activas son óxido de plomo (electrodo positivo) y plomo empastado (electrodo negativo), y el electrolito es constituido de una solución de ácido sulfúrico.
En general, los electrodos positivos y negativos son de las placas constituidas de un conjunto de un soporte de aleación de plomo y de materia activa positiva o negativa. Entre las placas positivas y negativas de un mismo elemento son intercalados unos diafragmas (separadores) destinados a impedir el directo contacto entre las placas mismas.
El parámetro más importante a la hora de especificar una batería industrial es la capacidad nominal. También es el más conocido. Sin embargo, y a pesar de ambas razones, el concepto de capacidad no termina de ser bien comprendido y esto lleva a muchas confusiones cuando se comparan productos de diferentes fabricantes.
La capacidad de una batería en términos sencillos, es la cantidad de electricidad contenida en ella y que se puede aprovechar para entregar corriente a una carga durante un cierto tiempo. Se la simboliza con la letra “C”.
La cantidad de electricidad en la práctica se utiliza en Ampere-hora, que se abrevia Ah. Esta definición de capacidad y su medición en Ah fue la primera y continúa siendo la más utilizada debido a su practicidad: en la mayoría de las aplicaciones la corriente es el factor importante.
La capacidad que un fabricante específica para una batería es válida en determinadas condiciones que deben ser indicadas claramente. De otra manera, el número aislado de Ah puede no corresponder a condiciones de uso.
Digamos entonces que la capacidad de una batería depende, básicamente, de tres parámetros:
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INVERSOR
Los inversores actuales han revolucionado nuestra vida cotidiana con sistemas de energía independientes al proporcionar electricidad de CA en cualquier momento y lugar. Un inversor transforma la electricidad de CC almacenada en baterías o en fuentes de energía renovable en energía de CA estándar de uso doméstico.
La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseñador. Los inversores se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de alimentación para computadoras, hasta aplicaciones industriales para controlar alta potencia. Los inversores también se utilizan para convertir la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, acumuladores o baterías, etc. En corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en la red eléctrica o usados en instalaciones eléctricas aisladas.
Un inversor simple consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual se utiliza para interrumpir la corriente entrante y generar una onda rectangular. Esta onda rectangular alimenta a un transformador que suaviza su forma, haciéndola parecer un poco más una onda senoidal y produciendo el voltaje de salida necesario. Las formas de onda de salida del voltaje de un inversor ideal debería ser senoidal. Una buena técnica para lograr esto es utilizar la técnica de PWM logrando que la componente principal senoidal sea mucho más grande que las armónicas superiores.
La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra, mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la portadora. La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.
Los inversores más modernos han comenzado a utilizar formas más avanzadas de transistores o dispositivos similares, como los tiristores, los triac's o los IGBT's.
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Los inversores más eficientes utilizan varios artificios electrónicos para tratar de llegar a una onda que simule razonablemente a una onda senoidal en la entrada del transformador, en vez de depender de éste para suavizar la onda.
Se pueden clasificar en general en dos tipos:
Inversores monofásicos
Inversores trifásicos.
Se pueden utilizar condensadores e inductores para suavizar el flujo de corriente desde y hacia el transformador.
Además, es posible producir una llamada "onda senoidal modificada", la cual se genera a partir de tres puntos: uno positivo, uno negativo y uno de tierra. Una circuitería lógica se encarga de activar los transistores de manera que se alternen adecuadamente. Los inversores de onda senoidal modificada pueden causar que ciertas cargas, como motores, por ejemplo; operen de manera menos eficiente. Los inversores más avanzados utilizan la modulación por ancho de pulsos con una frecuencia portadora mucho más alta para aproximarse más a la onda seno o modulaciones por vectores de espacio mejorando la distorsión armónica de salida. También se puede predistorsionar la onda para mejorar el factor de potencia . Los inversores de alta potencia, en lugar de transistores utilizan un dispositivo de conmutación llamado IGBT (Insulated Gate Bipolar transistor o Transistor Bipolar de Puerta Aislada).
- Inversores Senoidales
En contraste con los llamados inversores de ondas cuadradas o trapezoidales (curva cuadrada gris), los inversores sinusoidales forman una onda sinusoidal real y exactamente regulada (curva sinusoidal roja) en su salida (Fig. 5.3). Los inversores sinusoidales garantizan que todos los consumidores que también son aptos para operar con conexión a red, también se funcionen en un sistema de energía solar doméstico. Además, ofrecen la ventaja de que en el inversor no se generen ruidos significativos y que, por ejemplo en una radio conectada no se escuchen ruidos fuertes de fondo.
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INSTRUMENTOS DE MEDICION
- Medidor de Radiación Solar
La irradiación (HS) corresponde al valor acumulado de la irradiancia en un intervalo de tiempo determinado. Existen dos tipos básicos de dispositivos para la medida de la radiación solar:
El piranómetro es un instrumento meteorológico utilizado para medir de manera muy precisa la radiación solar incidente sobre la superficie de la tierra. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (kW/m²) en un campo de 180 grados. Y el pirheliómetro que sirve para medir la radiación solar directa utiliza receptores de cavidad y sensores medidores diferenciales de flujo calorífico calibrados eléctricamente.
Fig. 4.4 Piranometro y Pirheliómetro
- Medidor de velocidad de viento
La dirección del viento y su valoración a lo largo del tiempo conducen a la ejecución de la llamada rosa de los vientos. Las mediciones de velocidad del viento se realizan mediante el empleo de anemómetros.
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