¿Cómo funciona un sistema fotovoltaico?

Principales componentes del sistema fotovoltaico
Los sistemas fotovoltaicos fueron desarrollados con un único gran objetivo: transformar la energía solar en energía para el uso humano. Es por eso que su funcionamiento resulta fascinante porque el trabajo en conjunto de ciertos componentes eléctricos nos permite aprovechar el mayor recurso de energía renovable que tenemos a nuestra disposición: el sol.
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A continuación, se enumeran los componentes de un sistema fotovoltaico así como una breve y sencilla explicación de sus funciones.

Estructura

Al ser colocados en superficies al aire libre y expuestos a todas las inclemencias del tiempo, los sistemas fotovoltaicos necesitan de estructuras para soportar a los paneles solares. Entre sus principales características deben ser de un material que soporte la corrosión de la intemperie y contar con suficiente resistencia mecánica para soportar la fuerza que ejercen los módulos a las ráfagas de viento.

Celdas solares

El principal componente de una celda solar es silicio, material que por sí mismo no tiene ninguna reacción cuando es expuesto a la radiación solar, por ende, se tiene que dopar de fósforo o boro. Así, se crea un material positivo (tipo p) en el cual quedan electrones libres y un material negativo (tipo n) en el cual quedan huecos libres.
La región entre ambas capas (positiva y negativa) recibe el nombre de juntura P-N.
El material tipo n, está cargado negativamente (electrones libres), de tal forma que al incidir luz solar sobre él, los fotones transmiten a los electrones suficiente energía cinética para desplazarse al material tipo p (cargas libres o huecos) y produciendo así una corriente eléctrica.

Diodos de By Pass

Esta medida de protección va instalada en la caja trasera del panel solar (junction box) y su objetivo es evitar los efectos causados por los puntos calientes y sombreados del panel que pudieran causar una disipación de potencia. 

Inversor

El cerebro del sistema fotovoltaico tiene la función principal de convertir la corriente directa en corriente alterna. Además, los inversores de interconexión regulan el voltaje y la frecuencia de acuerdo a la red.
Así mismo, los inversores cuentan con diferentes sistemas de protección para garantizar la seguridad de las personas, entre ellos el sistema antiisla y la protección por falla de tierra.

Dispositivos de desconexión y protecciones

Estos dispositivos son muy importantes ya que son necesarios para aislar los módulos o paneles solares tanto para el mantenimiento como para alguna eventualidad que se pueda presentar.
Entre los mismos podemos encontrar los switchs de desconexión, fusibles y protectores contra sobre voltajes.

Cableado

Es importante destacar que no se pueden usar cualquier tipo de cables eléctricos en el sistema fotovoltaico. El cable que se utiliza en la conexión de los módulos solares debe contar con un aislante de alta resistencia que evite cualquier posibilidad de arco eléctrico así como ser lo suficientemente resistente a los rayos UV y a la humedad.

Conectores tipo MC4

El conector tipo MC4 se ha convertido en el conector estándar de los módulos fotovoltaicos gracias a su inteligente diseño que garantiza la conductividad, son resistentes a la humedad y corrosión además de su simplicidad de uso. 

Medidor bidireccional

A diferencia de los medidores tradicionales que nada más contabilizan la energía que entra por parte de la CFE, el medidor bidireccional resta la producida por el sistema fotovoltaico. Así, la CFE puede acreditar la energía generada por nuestro sistema.
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