Hay principalmente cuatro tipos de estaciones de energía solar.
- Planta de energía solar autónoma o fuera de la red
- Planta de energía solar de tipo «grid tie».
- Conexión a la red con una planta de energía solar de respaldo o de tipo interactivo.
- Planta de energía solar de tipo Grid Fallback.
Hagamos una breve introducción de cada tipo de planta de energía solar.
Estación de energía solar autónoma o fuera de la red
Esta es la instalación fotovoltaica más comúnmente utilizada para proporcionar electricidad localizada en ausencia de una fuente convencional de energía eléctrica en cierto lugar. Como su nombre lo indica, este sistema no mantiene ninguna conexión directa o indirecta con ninguna red de tipo grupal.
En un sistema autónomo, los módulos solares producen energía eléctrica que se utiliza para cargar una batería de almacenamiento y esto batería entrega electricidad a la carga conectada. Los sistemas autónomos son normalmente sistemas pequeños con una capacidad de generación de menos de 1 kilo watt.
Estación de energía solar conectada a la red
En algunos países se dispone de facilidades para vender energía a la red local o nacional. Esto está ganando popularidad en Europa y los Estados Unidos. Este sistema facilita tanto a las compañías de electricidad como a los consumidores. Aquí los consumidores pueden generar electricidad por su propia planta y pueden vender el excedente a la compañía de electricidad a través de la red conectada a su planta.
A medida que los consumidores venden la energía pueden ganar dinero como retorno de su inversión para la instalación del cautivo planta de energía por otro lado las compañías de electricidad pueden reducir su inversión de capital en su propia planta para generación de energía. En un sistema solar conectado a la red, los consumidores consumen electricidad producido por la planta de energía solar cautiva durante el día soleado y también exportan el excedente de energía a la red, pero por la noche, mientras que la planta solar no produce energía, importan energía eléctrica de la red para su consumo.
La principal desventaja de este sistema es que si hay un corte de energía en la red, los módulos solares deben ser desconectados de la red. Este sistema no siempre es muy rentable, especialmente cuando la demanda máxima general del sistema no se produce en el período de máximo sol del día. En climas cálidos donde la demanda de energía para las máquinas de aire acondicionado es máxima durante el período de máximo sol del día, este sistema de generación de energía solar conectado a la red funciona de manera más eficiente.
Los sistemas solares de conexión a la red son de dos tipos, uno con una sola macro central inversor de potencia y otros con múltiples microinversores. En el primer tipo de sistema solar, los paneles solares así como el suministro de la red están conectados a un inversor central común llamado inversor de conexión a la red como se muestra a continuación. El inversor aquí convierte la CC del panel solar en CA de nivel de red y luego alimenta a la red así como al panel de distribución de los consumidores dependiendo de la demanda instantánea de los sistemas.
Aquí el inversor de la red también monitoriza la energía que se suministra desde la red. Si encuentra algún corte en la red, acciona el sistema de conmutación del sistema solar para desconectarlo de la red y asegurar que no se pueda devolver la electricidad solar a la red durante el corte. Hay en contador de energía conectado en la línea de suministro de la red principal para registrar la exportación de energía a la red y la importación de energía de la red.
Como ya dijimos, hay otro tipo de sistema de conexión a la red en el que se utilizan múltiples micro-inversores. Aquí se conecta un micro-inversor para cada módulo solar individual. El diagrama de bloques básico de este sistema es muy similar al anterior, excepto que los microinversores se conectan entre sí para producir el alto voltaje de CA deseado.
En el caso anterior, el bajo voltaje directo de los paneles solares se convierte primero en voltaje alterno y luego se transforma en alto voltaje alterno por acción de la transformación en el propio inversor, pero en este caso la salida individual alterna voltaje de microinversores se suman para producir un alto voltaje alterno.
Conexión a la red con la generación de energía solar de reserva
También se llama sistema interactivo de cuadrícula. Es una combinación de una unidad de generación de energía solar conectada a la red y un banco de baterías de almacenamiento. Como dijimos, el principal inconveniente del sistema de conexión a la red es que cuando hay un corte de energía en la red, el módulo solar se desconecta del sistema. Para evitar la discontinuidad del suministro durante el período de corte de energía, se puede conectar un banco de baterías de suficiente capacidad con el sistema como reserva de energía.
Generación de energía solar de emergencia en la red
El sistema de retroceso de la red es el sistema más fiable y estable, utilizado principalmente para la electrificación de los hogares más pequeños. Aquí los módulos solares cargan un banco de baterías que a su vez alimenta los tableros de distribución a través de un inversor. Cuando las baterías se descargan a un nivel preestablecido, el sistema cambia automáticamente a la red de suministro de energía.
Los módulos solares entonces recargan las baterías y después de que las baterías se cargan hasta un nivel preestablecido de nuevo el sistema cambia de nuevo a la energía solar. No vendemos electricidad a las compañías de electricidad a través de este sistema. Toda la energía que producimos se utiliza sólo para nosotros mismos.
Aunque no tenemos ningún beneficio directo de este sistema pero el sistema tiene sus propias grandes ventajas. Este sistema es más popular donde no hay posibilidad de vender energía a la red.
El sistema de retroceso de la red tiene todas las ventajas del sistema interactivo de la red excepto la venta de energía, pero añade el beneficio de utilizar la propia energía siempre que se requiera, independientemente de la posición y condición del sol en el cielo.
