Sistema de alimentación autónomo

Un sistema de energía autónomo ( SAPS o SPS ), también conocido como suministro eléctrico para zonas remotas ( RAPS ), es un sistema de electricidad independiente de la red para ubicaciones que no cuentan con un sistema de distribución eléctrica . Los SAPS típicos incluyen uno o más métodos de generación de electricidad , almacenamiento de energía y regulación.

La electricidad se genera normalmente mediante uno o más de los siguientes métodos:

• Sistema fotovoltaico que utiliza paneles solares.
• turbina eólica
• Fuente geotérmica
• Microcogeneración
• Microhidro
• Generador diésel o de biocombustible
• Generadores termoeléctricos (TEG)

El almacenamiento de energía se suele implementar mediante un banco de baterías , pero existen otras soluciones, como las pilas de combustible . La energía extraída directamente de la batería es de corriente continua de muy baja tensión (CC ELV), que se utiliza especialmente para iluminación y aparatos de CC. Un inversor se utiliza para generar corriente alterna de baja tensión , que es la que se puede utilizar con aparatos más comunes.

Los sistemas de energía fotovoltaica autónomos son independientes de la red eléctrica y pueden utilizar únicamente paneles solares o bien en combinación con un generador diésel, una turbina eólica o baterías. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los dos tipos de sistemas de energía fotovoltaica autónomos son el sistema de acoplamiento directo sin baterías y el sistema autónomo con baterías.

Sistema autónomo con baterías

En los sistemas fotovoltaicos autónomos, la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos no siempre se puede utilizar directamente. Dado que la demanda de la carga no siempre coincide con la capacidad de los paneles solares, generalmente se utilizan bancos de baterías. Las funciones principales de una batería de almacenamiento en un sistema fotovoltaico autónomo son:

• Capacidad de almacenamiento de energía y autonomía : Almacenar energía cuando haya un excedente disponible y suministrarla cuando sea necesario.
• Estabilización de voltaje y corriente : Proporcionar corriente y voltaje estables eliminando los transitorios.
• Corrientes de sobretensión : para proporcionar corrientes de sobretensión a cargas como motores cuando sea necesario. ^{[ 4 ]}

La central eléctrica híbrida es un sistema completo de suministro eléctrico que se puede configurar fácilmente para satisfacer una amplia gama de necesidades energéticas en zonas remotas. El sistema consta de tres elementos básicos: la fuente de energía, la batería y el centro de gestión de energía. Las fuentes de energía híbrida incluyen turbinas eólicas , generadores diésel , generadores termoeléctricos y sistemas solares fotovoltaicos . La batería permite el funcionamiento autónomo al compensar la diferencia entre la producción y el consumo de energía. El centro de gestión de energía regula la producción de energía de cada una de las fuentes, controla el consumo mediante la clasificación de cargas y protege la batería de condiciones de servicio extremas. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La monitorización de los sistemas fotovoltaicos puede proporcionar información útil sobre su funcionamiento y las medidas necesarias para mejorar su rendimiento, pero si los datos no se registran correctamente, el esfuerzo se desperdicia. Para que sea útil, un informe de monitorización debe proporcionar información sobre los aspectos relevantes del funcionamiento en términos fácilmente comprensibles para un tercero. Es necesario seleccionar parámetros de rendimiento adecuados y actualizar sus valores de forma sistemática con cada nueva edición del informe. En algunos casos, puede resultar beneficioso monitorizar el rendimiento de componentes individuales para optimizar y mejorar el rendimiento del sistema, o para detectar a tiempo una pérdida de rendimiento y tomar medidas preventivas. Por ejemplo, la monitorización de los perfiles de carga/descarga de la batería indicará cuándo es necesario reemplazarla antes de que se produzca una interrupción del servicio por fallo del sistema. ^{[ 7 ]}

La evaluación del desempeño incluye:

• La recopilación de datos es un proceso sencillo de medición de parámetros.
• Evaluación de esos datos de manera que proporcione información útil.
• Difusión de información útil al usuario final. ^{[ 7 ]}

La amplia gama de problemas relacionados con la carga identificados se clasifican en los siguientes tipos:

• Selección incorrecta : Algunas cargas no se pueden utilizar con sistemas fotovoltaicos autónomos.
• Cableado de la vivienda : Un cableado y dispositivos de protección inadecuados o de baja calidad pueden afectar la respuesta del sistema.
• Baja eficiencia : Las cargas de baja eficiencia pueden aumentar el consumo de energía.
• Cargas en espera : El modo de espera de algunas cargas desperdicia energía.
• Arranque : Alta corriente consumida por algunas cargas durante el arranque. Los picos de corriente durante el arranque pueden sobrecargar temporalmente el sistema.
• Potencia reactiva : La corriente circulante puede diferir de la corriente consumida cuando se utilizan cargas capacitivas o inductivas.
• Distorsión armónica : Las cargas no lineales pueden generar distorsión en la forma de onda del inversor.
• Desajuste entre la carga y el tamaño del inversor : Cuando se utiliza un inversor de mayor potencia nominal para una carga de menor capacidad, la eficiencia general se reduce. ^{[ 9 ]}

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  parquímetro alimentado por energía solar

• Información sobre sistemas de alimentación autónomos (SAPS, por sus siglas en inglés)
• RAP
• Documento RAPS de Queensland
• Esquema del sistema RAPS
• Iluminando África , una iniciativa del Grupo del Banco Mundial (GBM).