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PRESENTACION
Queridos amigos:
Medio Ambiente y Energías Renovables son 2 términos muy populares en nuestro
tiempo, con el presente texto deseamos generar temas de discusión en todos los
ámbitos y en especial en el sector educativo y mediante nuestros maestros y
alumnos aprendamos a comprender mejor todo lo referente a la preservación de
nuestro planeta, al uso racional de energía y a la sustitución de tecnologías que
deberían ser reemplazadas por otras mejores y más económicas.
Este texto que puede ser usado como referencia teórica, forma parte de un grupo de
materiales didácticos como ser presentaciones técnicas y didácticas, cartillas,
cuentos escritos, cuentos en audio y videos, todos los cuales también pueden ser
descargados desde la pagina web:
www.difusionsolar.com
Deseamos agradecer a todos los amigos que han cooperado para que esta idea siga
avanzando, en especial a las autoridades educativas del SEDUCA, a los directores
Distritales y a todos los maestros que con su dinamismo y entusiasmo, nos han
permitido orientar de mejor manera los temas para que su difusión sea más efectiva.
No es una tarea terminada, nos dimos cuenta que el trabajo recién empieza. Los
invitamos a acompañarnos en esta fascinante aventura….. la aventura de las
Energías Renovables!!
Cochabamba-Bolivia, Noviembre de 2012
Contenido
1. Energías Renovables ........................................................................................................ 4
2. Sistemas fotovoltaicos ......................................................................................................10
3. Radiación y geometría solar .............................................................................................15
4. Conversión de la Energía Solar en Electricidad ................................................................21
5. Panel fotovoltaico .............................................................................................................30
6. Controladores de Carga ...................................................................................................36
7. Acumuladores de Energía – Baterías ...............................................................................40
8. Cargas y Aplicaciones ......................................................................................................43
9. Dimensionamiento ............................................................................................................44
10. Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos ...................................................50
ANEXOS ..............................................................................................................................56
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL ............................57
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara ......................................................................66
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC ..........................70
Anexo 4: Experiencias más allá de la red .............................................................................75
1.Energías Renovables
s
Energías renovables 5
Energías Renovables
Las energías renovables son aquellas
que provienen de fuentes naturales
prácticamente inagotables; muchas de
ellas tienen su origen en el sol.
Las fuentes principales de energía
renovable son:
Energía solar.
Energía Hidráulica.
Energía eólica.
El sol, agua, viento y la biomasa están presentes en todo lugar y de ellos se puede
extraer energía, la cual – al transformarse adecuadamente – puede generar
electricidad, calor y fuerza motriz.
Energía Solar
La situación de Bolivia, en términos
geográficos, hace que la radiación solar
sea uno de los recursos energéticos
más importantes: se puede estimar que
la oferta energética solar media en
Bolivia es de 6 kWh/m2/día. Esta fuente
energética puede convertirse en un
importante medio para solucionar el
déficit de energía, principalmente en el
área rural dispersa.
Sistemas fotovoltaicos
Alimentar pequeños refrigeradores para conservación de medicinas en
hospitales y postas de salud rurales.
1 - Energías renovables
2 – Energía solar
s
Energías renovables 6
Sistemas de telecomunicación: estaciones repetidoras, microondas,
telefonía aislada, sistemas de redes, sistemas portátiles de comunicación,
etc.
Iluminación.
Señalización de carreteras.
Bombeo de agua.
Un sistema fotovoltaico (SFV) es un conjunto de equipos que permite
aprovechar la radiación solar en forma de energía eléctrica. Esta conversión se
realiza a través de paneles fotovoltaicos, que proporcionan corriente continua a
un voltaje típico de 12V. Para tener energía eléctrica disponible durante la
noche, es necesario contar con acumuladores o baterías. Es importante
destacar que la vida útil de un panel fotovoltaico es de 20 años. Sin embargo,
los acumuladores o baterías deben ser reemplazados periódicamente (entre
dos y cuatro años), hecho que genera impactos ambientales y económicos en
el hogar.
Sistemas Termo solares
Los sistemas termo solares tienen la característica de convertir la radiación
solar en energía térmica (calor). Estos equipos, cuya tecnología es reproducible
localmente, pueden servir para calentar agua o aire y de esta manera cubrir
necesidades de agua para uso sanitario (duchas, lavanderías, hospitales, etc.),
así como para calentar y precalentar agua que se utiliza en procesos
industriales. También se utiliza para secado de granos, hierbas, carne, etc.
Cocina Solar
En una cocina solar de caja, los alimentos cuecen en el interior, calentándose
gracias a la energía del sol. La radiación solar, tanto directa como reflejada,
entra en la cocina solar a través de la parte superior de cristal o de plástico,
calienta el interior debido al efecto invernadero y las ollas absorben esta
energía permitiendo así la cocción de los alimentos. Existen tres tipos: cocinas
de caja, de panel y parabólica.
Energía Eólica
Los rayos solares originan cambios de temperatura en la atmósfera provocando
corrientes de aire que generan viento y de esta manera otra fuente de energía
llamada eólica. Desde la antigüedad, la energía eólica fue aprovechada para mover
barcos impulsados por velas o transformarla en energía mecánica usando molinos.
s
Energías renovables 7
En la actualidad se utiliza, sobre todo,
para impulsar aerogeneradores. En
éstos, la energía eólica mueve una
hélice que hace girar el rotor de un
generador que produce energía
eléctrica. Las turbinas eólicas suelen
agruparse en concentraciones
denominadas parques eólicos, sin
embargo también se usan
aerogeneradores de baja potencia (0,25
– 20 Kw).
Energía Hidráulica
La radiación solar también es
responsable por el ciclo del agua.
Cuando el sol calienta las masas de
agua, produce vapor de agua que forma
nubes que son arrastradas por el viento,
y producen lluvia al chocar con
corrientes frías que forman ríos y caídas
de agua. La fuerza del agua al recorrer
ríos o caídas es la llamada energía
hidráulica. La energía hidráulica se usa
en la actualidad principalmente para producir electricidad, no produce emisiones de
ningún tipo.
Una central hidroeléctrica es un conjunto de obras civiles e hidráulicas, equipos
electromecánicos e instalaciones eléctricas, que tiene por objeto la transformación
de energía hidráulica en energía eléctrica.
Energía de la Biomasa
Biomasa es el término usado para describir todo material derivado de las plantas,
como son los residuos forestales, agrícolas y desechos animales. Se puede usar
para generar energía por combustión directa o por conversión a combustibles
sólidos o líquidos. La biomasa fue utilizada como fuente de energía desde los
albores de la humanidad e incluso hoy, es la mayor fuente de energía en los países
en vías de desarrollo. Sin embargo, el uso de esta fuente de energía debe ser
controlada y con políticas de reposición para que sea sostenible.
3 – Energía eolica
4 – Energia hidráulica
s
Energías renovables 8
El dióxido de carbono (CO2), liberado a través de la combustión de la biomasa, es
captado nuevamente por las plantas durante su crecimiento. Debido a este ciclo, la
cantidad de CO2 en la atmósfera permanece prácticamente constante.
El principal uso de la biomasa en Bolivia es para cocción de alimentos (más del
70%), aunque actualmente en el oriente del país ya existen plantas térmicas de
generación de electricidad que utilizan como combustible bagazo de caña de azúcar.
Es posible reemplazar la generación de electricidad con combustible fósil por
biomasa, para reducir la emisión de CO2
Biocombustibles
Están disponibles en la naturaleza
algunas plantas que por sus
características son susceptibles de
transformarse en combustibles muy
similares a los derivados del petróleo,
que pueden usarse en motores de
combustión interna convencionales sin
ninguna adaptación en algunos casos o
con modificación mínimas.
Biodiesel
El biodiesel es un combustible
renovable derivado de aceites
vegetales o grasas animales que
puede ser aprovechado como
sustituto o aditivo del diesel convencional, puesto que sus características
fisicoquímicas son muy similares. El uso de biodiesel produce una reducción de
emisiones de CO2 por que se deja de utilizar combustible fósil.
Etanol
El etanol es un combustible renovable, producido a partir de la fermentación de
los azúcares que se encuentran en productos agrícolas como la remolacha,
caña de azúcar, maíz, cebada, trigo, etc. Este combustible puede reemplazar
totalmente a la gasolina que utilizan los automóviles. En el Brasil el estado
impulso el desarrollo y uso de este combustible. Actualmente están disponibles
en el mercado vehículos que pueden usar una mezcla etanol-gasolina en
cualquier proporción o solamente uno de los combustibles.
5 – Ciclo de los biocombustibles
2.Sistemas fotovoltaicos
s
Sistemas fotovoltaicos 10
Sistemas fotovoltaicos
La creciente demanda de energía ha suscitado un gran interés hacia el estudio de
nuevas fuentes de energía. De estas nuevas formas de generación de energía, la
energía fotovoltaica es la más destacada.
Principios de funcionamiento
Un sistema fotovoltaico es el conjunto de equipos desarrollados e integrados para
realizar cuatro funciones:
Transformar directa y eficientemente la energía solar en energía eléctrica
Almacenar adecuadamente la energía eléctrica generada
Proveer adecuadamente la energía generada y almacenada
Utilizar eficientemente la energía generada y almacenada
En el orden anterior, los componentes fotovoltaicos encargados de realizar las
funciones respectivas son:
Módulo o panel fotovoltaico
Batería
Controlador o regulador de carga
Inversor (DC/AC) y conversor (DC/DC)
Cargas o consumos
s
Sistemas fotovoltaicos 11
6 - Esquema de un sistema solar fotovoltaicos con los cuatro componentes principales
Aplicaciones de los sistemas fotovoltaicos
Los sistemas fotovoltaicos mayormente se instalan en áreas rurales, que se
encuentran alejados de la red eléctrica. En esta situación es más económico utilizar
un sistema independiente de energía solar que extender la red, especialmente en
áreas dispersas.
Sistema fotovoltaicos domésticos
Se denominan sistemas domésticos a aquellos sistemas de uso individual
constituidos por uno o más paneles, una batería, un controlador de carga,
algunos puntos de luz y una toma de corriente para radio y/o televisión, el
sistema opera a 12 V DC
Ésta configuración se emplea en áreas rurales, es ideal en zonas con población
dispersa. El tamaño de este tipo de SFV va desde los 10 Wp hasta sistemas
de 120 Wp, dependiendo de las necesidades. Los componentes comunes de
estos sistemas son:
Panel fotovoltaico
Batería
Controlador de carga
Lámparas CFL
Otros consumos como: TV, DVD, radio, etc.
s
Sistemas fotovoltaicos 12
Iluminación Pública
Es posible también iluminar con un
sistema fotovoltaico calles y plazas no
solo de zonas fuera del alcance de la
red sino también en lugares que
disponen de electricidad, además de los
componentes básicos de un sistema
fotovoltaico domestico, cuenta con un
sistema que opera de forma automática
las luminarias, este sistema
normalmente está incluido en el
controlador de carga.
Panel fotovoltaico
Batería
Controlador de carga
Luminaria
Bombeo de Agua
Un sistema de bombeo de agua
fotovoltaico es similar a cualquier otro
sistema de bombeo convencional y está
compuesto por:
Paneles fotovoltaicos
Sistema de control
Bomba.
Los sistemas de bombeo fotovoltaico, no
tienen baterías porque la energía se
almacena en forma de energía potencial
en un tanque elevado de agua. Esto es
ventajoso porque disminuye los costos
de inversión y mantenimiento.
8 - Sistema de bombeo de agua solar
7 – Luminaria publica solar
s
Sistemas fotovoltaicos 13
Refrigeración solar
El desarrollo de la tecnología fotovoltaica
ha hecho que los sistemas de
refrigeración solar tengan en la
actualidad un buen desempeño, bajos
costos de operación y mantenimiento,
alta confiabilidad y vida útil elevada
(mayor a los refrigeradores
tradicionales).
Esta y otras ventajas han hecho que
instituciones como la Organización
Mundial de la Salud (OMS), se hayan
decidido por los sistemas fotovoltaicos de
refrigeración para sus programas de
salud.
Sin embargo, sistemas fotovoltaicos de
refrigeración doméstica no son factibles
todavía por factores económicos. Los componentes de un sistema de
refrigeración domestica son:
Paneles fotovoltaicos
Controlador de carga
Batería.
Refrigerador eficiente de corriente continua
Otras aplicaciones
Cercas eléctricas
Una cerca eléctrica no es una barrera física, se trata básicamente de una
barrera psicológica, que impide el paso de los animales por la sensación de
dolor que representa, es decir, que la primera descarga que el animal recibe
genera un miedo tal que en las siguientes oportunidades el animal no se acerca
a los alambres. Una cerca eléctrica solar tiene los siguientes componentes:
o Panel fotovoltaico
o Batería
o Controlador de carga
o Electrificador
o La cerca
9 – Sistema de refrigeración solar
s
Sistemas fotovoltaicos 14
Sistemas de telecomunicaciones
En muchos lugares donde no existe suministro de energía eléctrica por red, y
es necesario alimentar un equipo de comunicación. Siendo los sistemas
fotovoltaicos la opción más viable. Sin embargo, por las limitaciones de
transporte hasta los lugares de instalación de los sistemas de comunicación, es
necesario optimizar el consumo energético para reducir el tamaño de los
módulos fotovoltaicos y las baterías.
Radiación y geometría solar
El sol
El Sol es una estrella común, es una de
las 150 mil millones de estrellas que
componen la Vía Láctea y se encuentra
en un brazo periférico girando a su
alrededor en un lapso de 250 millones
de años. Es el objeto más grande del
sistema solar y contiene el 99.8% de
toda la masa del conjunto planetario. Su
distancia media a la Tierra, llamada
Unidad Astronómica (U.A), es 150
millones de Kilómetros (máxima
152.106.000 millones de Km. y mínima
143.103.000 millones de Km.).
Como todas las otras estrellas es una
masa gaseosa con una densidad media de 1.4g/cm3 (1.4 veces la del agua), tiene
un diámetro de 1.390.000 Km. con una masa de 1.98930 Kg. y una temperatura en su
superficie de 5.800 K y en el núcleo de 15.600.000 K, esto hace que el núcleo a
pesar de tener una densidad muy alta también sea gaseoso por la altísima
temperatura.
El Sol está compuesto de un 75% de hidrógeno y 25% de Helio, llamado este
elemento así porque se descubrió mediante espectroscopia sin haberse identificado
hasta ese momento en la Tierra. Otros elementos químicos todos ellos denominados
"metales" no sobrepasan el 0.1%.
Gira sobre sí mismo con un eje norte sur perpendicular a la Tierra con una
inclinación de 7 grados. La dirección de giro es la misma que la de la Tierra y se le
definen un ecuador y meridianos y paralelos para poder ubicar sus diferentes
marcas superficiales. Tiene una rotación diferencial, de esta manera sus regiones
ecuatoriales giran más rápido que las polares (25 días en el Ecuador y 37 días en
los polos).
10 - Estructura del Sol
s
Radiación y geometría solar 16
Radiación solar
La radiación extraterrestre que
procedente directamente del Sol, es
reflejada al entrar en la atmósfera por la
presencia de las nubes, el vapor de
agua, etc. y dispersada por las
moléculas de agua, el polvo en
suspensión y otros elementos.
Por todo esto la radiación solar que
llega a una superficie terrestre procede
de tres componentes:
RADIACIÓN DIRECTA (B): Formada por los rayos procedentes del Sol
directamente es decir, que no llegan a ser dispersados.
RADIACIÓN DIFUSA (D): Aquella procedente de toda la bóveda celeste excepto
la que llega del Sol. Originada por los efectos de dispersión mencionados
anteriormente.
RADIACIÓN DEL ALBEDO (R): Procedente del suelo, debida a la reflexión de
parte de la radiación incidente sobre montañas, lagos, edificios, etc. Depende
muy directamente de la naturaleza de estos elementos. Esta se obtiene del
cociente entre la radiación reflejada y la radiación incidente sobre una superficie.
La suma de estas tres componentes da lugar a la RADIACIÓN GLOBAL:
Constante solar
Es la radiación sobre una superficie
orientada normalmente a la dirección de
los rayos solares y situada fuera de la
atmósfera terrestre a la distancia
astronómica, unidad igual a 1.495x1011m
que es la distancia media Sol-Tierra. No
es una verdadera constante pues varía
ligeramente. La constante solar es
ISC=1370 W/m2.
11 – Componentes de la radiación solar
12 – Flujo radiante
s
Radiación y geometría solar 17
La radiación solar es una manifestación electromagnética de energía que presenta
una amplia distribución espectral (gran variedad de componentes elementales de
distintas longitudes de onda que van desde 0,2 a 2,6mm).
La distribución espectral de la constante solar está tabulada y representada
gráficamente. De estos datos cabe destacar la existencia de un máximo para
longitudes de onda en torno a los 460nm y que en el intervalo de 0 a 1.1mm, que
corresponde a las radiaciones que pueden ser convertidas por la fotovoltaica, la
irradiación integrada representa aproximadamente el 75% del total.
Hay que tener en cuenta que la caracterización de la radiación solar incidente en la
tierra no es algo sencillo, debido a tres razones fundamentalmente:
La aleatoriedad de la radiación solar, que hace imposible determinar dicha
radiación de una forma definitiva o exacta.
El movimiento relativo Sol - Tierra regido por unas ecuaciones muy complejas,
que determinan en todo momento la posición relativa del Sol con respecto a
cualquier punto de la superficie terrestre.
La variedad de modelos existentes para caracterizar la radiación, la cual obliga al
usuario a elegir en función de las necesidades en cada caso.
Geometría solar
La Tierra órbita alrededor del Sol con
dos movimientos diferentes que lleva a
cabo al mismo tiempo: uno de rotación,
alrededor de un eje que pasa por los
polos llamado, eje polar y con una
velocidad aproximada de una vuelta por
día y otro de traslación, alrededor del
Sol describiendo una órbita elíptica en la
que este ocupa uno de los focos. El plano que contiene esta órbita se llama plano de
la elíptica y tarda un año en recorrerlo por completo.
El eje polar o eje de rotación terrestre sobre el que jira la Tierra, mantiene una
dirección aproximadamente constante y forma un ángulo de 23.45º con el plano de
la elíptica, denominado oblicuidad de la elíptica. Debido a esta oblicuidad el ángulo
formado por el plano ecuatorial de la Tierra con la eclíptica, es decir, la recta que
une los centros de la Tierra y el Sol está cambiando permanentemente entre +23.45º
y -23.45º. Este ángulo se conoce como DECLINACIÓN SOLAR.
13 - Movimiento de la tierra
s
Radiación y geometría solar 18
En un solo día se considera que la declinación solar solo puede variar como máximo
en 0.5º, aunque para facilitar los cálculos se considera constante para cada día del
año.
Trayectoria del Sol
Una forma clásica de representación del
cielo consiste en imaginar una esfera
con la Tierra fija en su centro. Esta
esfera se conoce con el nombre de
esfera celeste y cada uno de sus puntos
representa una dirección del cielo vista
desde la Tierra. Su intersección con el
plano del ecuador terrestre define el
ecuador celeste. Los puntos de
intersección con el eje polar terrestre se
llaman polos celestes.
El movimiento de la Tierra alrededor del Sol puede describirse, utilizando esta forma
de representación, como un movimiento del Sol alrededor de la Tierra; siendo el
máximo el circulo cuando forma un ángulo de 23.45º con el ecuador celeste y que se
denomina elíptica.
El Sol recorre este círculo una vez al
año y la esfera celeste gira una vez al
día alrededor de la Tierra que
permanece fija. De esta forma, el Sol
describe diariamente y alrededor de la
Tierra, un círculo cuyo diámetro cambia
de día a día y es máximo en los
equinoccios y mínimo en los solsticios.
Los sentidos de giro del Sol sobre la
elíptica y de la esfera celeste alrededor
de la Tierra son contrarios.
La oblicuidad de la elíptica permite explicar, por un lado el distinto calentamiento de
la Tierra en función de su posición en la órbita (las estaciones del año: Primavera,
Verano, Otoño e Invierno) y por otro, lado distinta duración del día y de la noche a lo
largo del año.
La declinación solar se anula en los equinoccios de primavera (22/23 de septiembre)
y de otoño (20/21 de Marzo). En estos días el Sol se encuentra en el ecuador, y la
14 - Esquema bóveda celeste
15 - Posición del sol en la bóveda celeste
s
Radiación y geometría solar 19
duración del día es igual a la de la noche en toda la Tierra, además, las posiciones
de salida y de puesta del Sol coinciden con el Este y con el Oeste, respectivamente.
En el solsticio de invierno (21/22 de Junio) la declinación es de +23.45º y el Sol se
encuentra en el Trópico de Cáncer lo que en el hemisferio Sur se traduce en el día
más corto y la noche más larga.
En el solsticio de verano (21/22 de Diciembre) la declinación es de -23.45º y el Sol
se encuentra en el trópico de Capricornio lo que se traduce en el hemisferio Sur en
el día más largo y la noche más corta del año. En el hemisferio Norte ocurriría lo
contrario.
Ángulos solares
A la hora de estudiar la inclinación más adecuada con la que se debe orientar los
generadores fotovoltaicos, es necesario precisar la posición del Sol en cada instante
para optimizar su rendimiento.
El sistema más apropiado para definir cada una de estas posiciones es la de
coordenadas polares. En este sistema el origen está situado en la posición del
receptor. El plano fundamental es el horizontal, tangente a la superficie terrestre.
La perpendicular a este plano en dirección a la semiesfera celeste superior define la
posición del CENIT del lugar o cenit local. En la dirección opuesta, a través de la
Tierra, se sitúa el NADIR1.
Las direcciones principales sobre el
plano horizontal son la Norte-Sur,
intersección con el plano meridiano del
lugar, y la perpendicular a ella Este-
Oeste, intersección con el plano
denominado primer vertical. Respecto al
sistema anteriormente descrito, la
posición del Sol se define mediante los
siguientes parámetros:
LATITUD DEL LUGAR (l): Es la
complementaria del ángulo formado por la
recta que une el cenit y el nadir con el eje
polar. Es positivo hacia el Norte y negativo
1 NADIR: En astronomía se denomina nadir a la intersección entre la vertical del observador y la esfera celeste. Es decir: si
imaginamos una recta que pasa por el centro de la Tierra y por nuestra ubicación en su superficie, el nadir se encuentra sobre
esa recta, por debajo de nuestros pies. En sentido contrario se encuentra el cenit.
16 - Ángulos Solares
s
Radiación y geometría solar 20
hacia el Sur.
MERIDIANO DEL LUGAR: Circulo máximo de la esfera terrestre que pasa por el lugar, por el
cenit y por el nadir.
DISTANCIA AL CENIT (θs): Es el ángulo formado por el radio vector punto-Tierra y la vertical del
lugar. Es positivo a partir del cenit.
ALTURA SOLAR (ϒs): Ángulo que forman los rayos solares sobre la superficie horizontal. Ángulo
complementario de la distancia al cenit.
ÁNGULO ACIMUTAL (s): Ángulo formado por la proyección del Sol sobre el plano del horizonte
con la dirección Norte. Positivo 0º a 180º hacia el Este y negativo hacia el Oeste 0º a -180º.
HORIZONTE: Lugar geométrico de los puntos con altura 0.
Conversión de la Energía Solar en Electricidad
Principios Fundamentales
EL ÁTOMO: En esencia la constitución
del átomo, refiriéndonos a su aspecto
eléctrico, consta de un determinado
número de protones con carga positiva
en el núcleo y una cantidad igual de
electrones, con carga negativa, girando
en diferentes órbitas del espacio,
denominada envoluta.
El número máximo de electrones que se pueden alojar en cada órbita es de 2n2,
siendo "n" el número de órbitas. Los electrones giran en órbitas casi elípticas, en
cada una de las cuales y según su proximidad al núcleo, solo pueden existir un
número máximo de electrones. Atendiendo a la carga eléctrica como inicialmente
mencionábamos, los átomos, se pueden clasificar en positivos, negativos y neutros.
Los átomos de elementos simples, cuando están completas sus órbitas son neutros,
hay igual cantidad de electrones que de protones; pero dado que los electrones de la
última órbita son los más alejados del núcleo y por tanto, perciben menos su fuerza
de atracción, pueden salirse de dicha órbita denominada de valencia, dejando al
átomo cargado positivamente por contener más protones que electrones, si por el
contrario en el último orbital del átomo hubiese alojado un electrón libre exterior al
átomo habría adquirido carga negativa, a estas dos situaciones se les denomina
iones.
ÁTOMOS ESTABLES E INESTABLES: Se llama átomo estable al que tiene
completa de electrones su última órbita o al menos dispone en ella de ocho
electrones. Los átomos inestables, que son los que no tienen llena su órbita de
valencia ni tampoco ocho electrones en ella, tienen una gran propensión a
convertirse en estables, bien desprendiéndose de los electrones de valencia o bien
absorbiendo del exterior electrones libres hasta completar la última órbita; en cada
caso realizaran lo que menos energía suponga.
17 – Estructura del atomo
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 22
CUERPOS CONDUCTORES Y AISLANTES: Los cuerpos conductores son aquellos
cuyos átomos permiten fácilmente el paso de electrones. Un buen ejemplo de
conductor es el Cobre (Cu) que dispone de un electrón inestable en su cuarta órbita
con una gran tendencia a desprenderse.
CUERPOS SEMICONDUCTORES INTRINSECOS: Mientras que los cuerpos
buenos conductores ofrecen escasa resistencia al paso de electrones, los aislantes
la ofrecen elevadísima, y entre ambos extremos, se encuentran los semiconductores
que presentan una resistencia intermedia.
Un ejemplo de elemento semiconductor es el Silicio (Si), la característica
fundamental de los cuerpos semiconductores es la de poseer cuatro electrones en
su órbita de valencia. Con esta estructura el átomo es inestable, pero para hacerse
estable se le presenta un dilema: y es que le cuesta lo mismo desprenderse de
cuatro electrones y quedarse sin una órbita, que absorber otros cuatro electrones
para hacerse estable al pasar a tener ocho electrones.
En estas especiales circunstancias, ciertos elementos como el Silicio y el Germanio
(Ge) agrupan sus átomos de manera muy particular, formando una estructura
reticular en la que cada átomo queda rodeado por otros cuatro iguales, propiciando
la formación de los llamados enlaces covalentes. En estas circunstancias, la
estructura de los cuerpos semiconductores, al estabilizarse, debería trabajar como
buen aislante, pero no es así a causa de la temperatura. Canto mayor es la
temperatura aumenta la agitación de los electrones y por consiguiente enlaces
covalentes rotos, dando lugar a electrones libres y huecos (falta de electrón).
SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS: Comoquiera que las corrientes que se
producen en el seno de un semiconductor intrínseco a la temperara ambiente son
insignificantes, dado el bajo valor de portadores libres, para aumentarlos se les
añaden otro cuerpos, que se denominan impurezas. De esta forma es como se
obtienen los semiconductores extrínsecos tan importantes en la energía solar
fotovoltaica.
SEMICONDUCTORES EXTRÍNSECOS TIPO N: en la figura se presenta la
estructura cristalina del Silicio (Si) dopado con Antimonio (Sb) al introducirse un
átomo de impurezas de este elemento, hecho por el que recibe el nombre de
semiconductor extrínseco.
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 23
Como se aprecia el átomo de Sb no
solo cumple con los cuatro enlaces
covalentes, sino que aún le sobra un
electrón, que tiende a salirse de su
órbita para que quede estable el átomo
de antimonio (Sb). Por cada átomo de
impurezas añadido aparece un electrón
libre en la estructura. Aunque se añadan
impurezas en relación de uno a un
millón, en la estructura del silicio
además de los 1010 electrones y 1010
huecos libres que existen por cm3, a la
temperatura ambiente, hay ahora que
sumar una cantidad de electrones libres
equivalente a la de átomos de impurezas. En estas condiciones el silicio (Si) con
impurezas de antimonio (Sb) alcanza 1016 electrones libres y 1010 huecos libres por
cm3, siendo en consecuencia el número de portadores eléctricos negativos mucho
mayor que el de los positivos, por lo que los primeros reciben la denominación de
portadores mayoritarios y los segundos la de portadores minoritarios y, por el mismo
motivo, se le asigna a este tipo de semiconductores extrínsecos la clasificación de
semiconductor extrínseco tipo n.
SEMICONDUTORES EXTRÍNSECOS
TIPO P: en la figura se presenta la
estructura cristalina del Silicio (Si)
dopado con Aluminio (Al). Por cada
átomo de impurezas trivalente que se
añade al semiconductor intrínseco
aparece en la estructura un hueco, o lo
que es lo mismo, la falta de un electrón.
Añadiendo un átomo de impurezas
trivalente por cada millón de átomos de
semiconductor existen: 1016 huecos
libres y 1010 electrones libres por cm3,
a la temperatura ambiente. Como en
este semiconductor hay mayor numero de cargas positivas o huecos, se les
denomina a estos, portadores mayoritarios; mientras que los electrones libres,
únicamente propiciados por los efectos de la agitación térmica son los portadores
18 – Estructura semiconductor Tipo N
19 – Estructura semiconductor Tipo P
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 24
minoritarios. Por esta misma razón el semiconductor extrínseco así formado recibe
el nombre de semiconductor extrínseco tipo p, siendo neutro el conjunto de la
estructura, al igual que sucedía con el TIPO N.
UNIÓN DEL SEMICONDUCTOR P
CON EL N: Al colocar parte del
semiconductor TIPO P junto a otra parte
del semiconductor TIPO N, debido a la
ley de difusión los electrones de la zona
N, donde hay alta concentración de
estos, tienden a dirigirse a la zona P,
que a penas los tiene, sucediendo lo
contrario con los huecos, que tratan de
dirigirse de la zona P, donde hay alta
concentración de huecos, a la zona N.
Eso ocasiona su encuentro y neutralización en la zona de unión. Al encontrarse un
electrón con un hueco desaparece el electrón libre, que pasa ocupar el lugar del
hueco, y por lo tanto también desaparece este último, formándose en dicha zona de
la unión una estructura estable y neutra.
Como quiera que la zona N era en principio neutra y al colocarla junto a la zona P
pierde electrones libres, hace que cada vez vaya siendo más positiva, mientras que
la zona P, al perder huecos, se hace cada vez más negativa. Así aparece una
diferencia de potencial entre las zonas N y P, separadas por la zona de unión que es
neutra. La tensión que aparece entre las zonas, llamada barrera de potencial, se
opone a la ley de difusión, puesto que el potencial positivo que se va creando en la
zona N repele a los huecos que se acercan de P, y el potencial negativo de la zona
P repele a los electrones de la zona N. Cuando ambas zonas han perdido cierta
cantidad de portadores mayoritarios que se han recombinado, la barrera de potencial
creada impide la continuación de la difusión y por tanto la igualación de las
concentraciones de ambas zonas. La barrera de potencial es del orden de 0.2V
cuando el semiconductor es de germanio (Ge) y de unos 0.5V cuando es de silicio
(Si).
20 – Estructura union NP
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 25
El Efecto Fotovoltaico
21 – El efecto fotovoltaico
Las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica están basadas en el
aprovechamiento del efecto fotovoltaico que tiene mucho que ver con lo explicado
anteriormente. De forma muy resumida y desde el punto de vista eléctrico, el “efecto
fotovoltaico” se produce al incidir la radiación solar (fotones) sobre los materiales
que definimos al principio como semiconductores extrínsecos. La energía que
reciben estos provenientes de los fotones, provoca un movimiento caótico de
electrones en el interior del material.
Al unir dos regiones de un semiconductor al que artificialmente se había dotado de
concentraciones diferentes de electrones, mediante los elementos que
denominábamos dopantes, se provocaba un campo electrostático constante que
reconducía el movimiento de electrones. Recordemos que este material formado por
la unión de dos zonas de concentraciones diferentes de electrones la
denominábamos unión PN, pues la célula solar en definitiva es esto; una unión PN
en la que la parte iluminada será la tipo N y la no iluminada será la tipo P.
De esta forma, cuando sobre la célula solar incide la radiación, aparece en ella una
tensión análoga a la que se produce entre los bornes de una pila. Mediante la
colocación de contactos metálicos en cada una de las caras puede “extraerse” la
energía eléctrica, que se utilizará para alimentar una carga.
La Célula Solar
Una célula solar es un dispositivo capaz de
convertir la energía proveniente de la
radiación solar en energía eléctrica. La gran
mayoría de las células solares que
actualmente están disponibles
comercialmente son de Silicio mono o poli-
cristalino. El primer tipo se encuentra más
generalizado y aunque su proceso de
elaboración es más complicado, suele 22 – Detalle celua solar
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 26
presentar mejores resultados en cuanto a su eficiencia.
Por otra parte, la experimentación con materiales tales como el Telurio de Cadmio o
el Di-seleniuro de Indio-Cobre está llevando a las células fabricadas con estas
sustancias a situaciones próximas ya a aplicaciones comerciales, contándose con
las ventajas de poderse trabajar con tecnologías de láminas delgadas.
Tecnología de fabricación de la célula solar
La tecnología del Silicio como material de base para la fabricación de células
fotovoltaicas, está sujeta a constantes variaciones, experimentando diferencias
importantes según los distintos fabricantes.
Proceso de fabricación
De forma muy resumida, el proceso de fabricación de una célula mono o poli-
cristalina se puede dividir en las siguientes fases:
Primera fase: obtención del silicio
A partir de las rocas ricas en cuarzo (formadas principalmente por SiO2, muy
abundantes en la naturaleza) y mediante el proceso de reducción con carbono,
se obtiene Silicio con una pureza aproximada del 99%, que no resulta
suficiente para usos electrónicos y que se suele denominar Silicio de grado
metalúrgico.
La industria de semiconductores
purifica este Silicio por
procedimientos químicos,
normalmente destilaciones de
compuestos colorados de Silicio,
hasta que la concentración de
impurezas es inferior al 0.2 partes
por millón. El material así obtenido
suele ser llamado Silicio grado
semiconductor y aunque tiene un
grado de pureza superior al requerido en muchos casos por las células solares,
ha constituido la base del abastecimiento de materia prima para aplicaciones
solares, representando en la actualidad casi las tres cuartas partes del
abastecimiento de las industrias de fabricación de células.
Sin embargo, para usos específicamente solares, son suficientes (dependiendo
del tipo de impureza y de la técnica de cristalización), concentraciones de
23 - Proceso Fabricación de la Célula
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 27
impurezas del orden de una parte por millón. Al material de esta concentración
se le suele denominar Silicio grado solar.
Segunda fase: cristalización
Una vez fundido el Silicio, se inicia
la cristalización a partir de una
semilla. Dicha semilla es extraída
del silicio fundido, este se va
solidificando de forma cristalina,
resultando, si el tiempo es
suficiente, un mono cristal. El
procedimiento más utilizado en la
actualidad es el convencional
método Czochralsky, pudiéndose
emplear también técnicas de
colado. El Silicio cristalino así
obtenido tiene forma de lingotes.
También se plantean otros
métodos capaces de producir
directamente el Silicio en láminas a partir de técnicas basadas en la epitaxia2,
en crecimiento sobre soporte o cristalización a partir de Si mediante matrices.
Se obtienen principalmente dos tipos de estructuras: una la mono cristalina
(con un único frente de cristalización) y la otra la poli cristalina (con varios
frentes de cristalización, aunque con unas direcciones predominantes). La
diferencia principal radica en el grado de pureza del silicio durante el
crecimiento/re-cristalización.
Tercera fase: obtención de obleas
El proceso de corte tiene gran importancia en la producción de las láminas
obleas a partir del lingote, ya que supone una importante pérdida de material
(que puede alcanzar el 50%). El espesor de las obleas resultantes suele ser del
orden de 2- 4 mm.
Cuarta fase: fabricación de la célula y los módulos
Una vez obtenida la oblea, es necesario mejorar la superficie, porque presenta
irregularidades y defectos debidos al corte, además de retirar de la misma los
2 Crecimiento de la superficie de un cristal por capas de su misma materia y estructura.
24 - Obtención de los Lingotes de Si
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 28
restos que puedan llevar (polvo, virutas), mediante un proceso denominado
decapado.
Con la oblea limpia, se procede al texturizado (siempre para células mono
cristalinas, ya que las células poli cristalinas no admiten este tipo de proceso),
aprovechando las propiedades cristalinas del Silicio para obtener una superficie
que absorba con más eficiencia la radiación solar incidente.
Posteriormente se procede a la formación de una unión PN mediante
deposición de distintos materiales (compuestos de fósforo para las partes N y
compuestos de boro para las partes P, aunque normalmente, las obleas ya
están dopadas con boro), y su integración en la estructura del silicio cristalino.
El siguiente paso es la formación de los contactos metálicos de la célula, en
forma de rejilla en la cara iluminada por el Sol, y continúo en la cara posterior.
La formación de los contactos en la cara iluminada se realiza mediante técnicas
serigráficas, empleando recientemente la tecnología láser para obtener
contactos de mejor calidad y rendimiento.
El contacto metálico de la cara sobre la cual incide la radiación solar suele
tener forma de rejilla, de modo que permita el paso de la luz y la extracción de
corriente simultáneamente. La otra cara está totalmente recubierta de metal.
Una célula individual normal, con un área de unos 75cm2 y suficientemente
iluminada es capaz de producir una diferencia de potencial de 0.4V y una
potencia de 1W.
Finalmente, puede procederse a añadir una capa anti reflexiva sobre la célula,
con el fin de mejorar las posibilidades de absorción de la radiación solar. Una
vez concluidos los procesos para la fabricación de la célula, se hace una
verificación antes del montaje final en los módulos.
En cuanto a la eficiencia de las diferentes tecnologías fotovoltaicas se pueden
indicar ciertos valores aproximados. Para el caso del Silicio mono cristalino
ésta se sitúa en aproximadamente entre un 16 y un 25% mientras que en el poli
cristalino actualmente es del 12-13% siendo posible que se eleve a corto plazo
en un nivel similar al alcanzado ya para el mono cristalino.
Como resumen, en relación a la tecnología solar del silicio mono o poli
cristalino, se puede indicar que su situación es madura, pero no obstante existe
un amplio aspecto de posibles mejoras, muchas de ellas analizadas y
verificadas en profundidad en laboratorios especializados.
s
Conversión de la Energía Solar en Electricidad 29
Otros posibles materiales para la fabricación de células solares es el Silicio
amorfo. Esta tecnología permite disponer de células de muy delgado espesor,
lo cual presenta grandes ventajas. Adicionalmente su proceso de fabricación
es, al menos teóricamente, más simple y sustancialmente más barato. La
eficiencia es comparativamente algo menor que en los casos anteriores (6-8%)
y todavía no se dispone de datos suficientes en cuanto a su estabilidad. Su
principal campo de aplicación en la actualidad son los relojes, juguetes,
calculadoras y otras aplicaciones de consumo. Dentro de las aplicaciones
energéticas equivalentes a las de la tecnología del Silicio cristalino, su
versatilidad es muy adecuada para la confección de módulos
semitransparentes empleados en algunas instalaciones integradas en edificios.
25 - Tecnologías de las Células solares
Panel fotovoltaico
Un panel solar está constituido por
varias células iguales conectadas
eléctricamente entre si, en serie y/o en
paralelo, de forma que la tensión y
corriente suministrada por el panel se
incrementa hasta ajustarse al valor
deseado. La mayor parte de los paneles
solares se construyen asociando
primero células en serie hasta conseguir
el nivel de tensión deseado, y luego
asociando en paralelo varias asociaciones serie de células para alcanzar el nivel de
corriente deseado. Además, el panel cuenta con otros elementos a parte de las
células solares, que hacen posible la adecuada protección del conjunto frene a los
agentes externos; asegurando una rigidez suficiente, posibilitando la sujeción a las
estructuras que lo soportan y permitiendo la conexión eléctrica.
Elementos del Panel Fotovoltaico
Cubierta exterior de cara al Sol
Es de vidrio que debe facilitar al
máximo la transmisión de la
radiación solar. Se caracteriza por
su resistencia mecánica, alta
transmisividad y bajo contenido en
hierro.
Encapsulante
De silicona o más frecuentemente
EVA (etilen-vinil-acetato). Es
especialmente importante que no
quede afectado en su
26 – Panel Solar Fotovoltaico
27 Estructura panel fotovoltaico
s
Panel fotovoltaico 31
transparencia por la continua exposición al sol, buscándose además un índice
de refracción similar al del vidrio protector para no alterar las condiciones de la
radiación incidente.
Protección posterior
Igualmente debe dar rigidez y una gran protección frente a los agentes
atmosféricos. Usualmente se emplean láminas formadas por distintas capas de
materiales, de diferentes características.
28 - Elementos panel fotovoltaico
Marco metálico
De Aluminio, que asegura una suficiente rigidez y estanqueidad al conjunto,
incorporando los elementos de sujeción a la estructura exterior del panel. La
unión entre el marco metálico y los elementos que forman el modulo está
realizada mediante distintos tipos de sistemas resistentes a las condiciones de
trabajo del panel.
Cableado y bornes de conexión
Habituales en las instalaciones eléctricas, protegidos de la intemperie por
medio de cajas estancas.
Diodo de protección
Su misión es proteger contra sobre-cargas u otras alteraciones de las
condiciones de funcionamiento de panel.
Los Panel solares tienen entre 28 y 40 células, aunque lo más típico es que
cuenten con 36. La superficie del panel o modulo puede variar entre 0.1 y
0.5m2 y presenta dos bornes de salida, positiva y negativa, a veces tienen
alguna intermedia para colocar los diodos de protección.
s
Panel fotovoltaico 32
Normalmente, los paneles utilizados, están diseñados para trabajar en
combinación con baterías de tensiones múltiplo de 12V, como veremos en la
sección dedicada al acumulador.
Características eléctricas del panel fotovoltaico
La fabricación, comportamiento y características eléctricas y mecánicas del módulo
fotovoltaico, vienen determinadas en la hoja de características del producto que
proporciona el fabricante.
Al Igual que en la célula solar son importantes los siguientes parámetros:
Potencia máxima o potencia pico del módulo (PmaxG).
Si se conecta una cierta carga al panel, el punto de trabajo vendrá determinado
por la corriente I y la tensión V existentes en el circuito. Estos habrán de ser
menores que los IscG y VocG que definiremos más adelante. La potencia P que el
panel entrega a la carga está determinada por la ecuación genérica:
A su valor más alto se le llama potencia máxima o potencia pico del módulo.
Los valores de la corriente y de la tensión correspondiente a este punto se
conocen respectivamente como:
o IPmax Intensidad cuando la potencia es máxima o corriente en el punto e
máxima potencia.
o VPmax la tensión cuando la potencia también es máxima o tensión en el
punto de máxima potencia.
Corriente de cortocircuito (IscG)
Que se obtiene al cortocircuitar los terminales del panel (V=0) que al recibir la
radiación solar, la intensidad que circularía por el panel es de corriente máxima.
Tensión de circuito abierto (VocG)
Que se obtiene de dejar los terminales del panel en circuito abierto (I=0), entre
ellos aparece al recibir la radiación una tensión que será máxima.
s
Panel fotovoltaico 33
29 - Detalle hoja de características
Dichos parámetros se obtienen en unas condiciones estándar de medida de uso
universal según la norma EN61215. Establecidas como sigue y que el fabricante
debe especificar:
Irradiancia: 1000W/m2 (1 KW/m2)
Distribución espectral de la radiación incidente: AM1.5 (masa de aire)
Incidencia normal.
Temperatura de la célula: 25ºC
Otro parámetro que debería ser suministrado es la TONC o Temperatura de
Operación Nominal de la Célula. Dicho parámetro se define como la temperatura
que alcanzan las células solares cuando se somete al módulo a las siguientes
condiciones de operación:
Irradiancia: 800W/m2
Distribución espectral de la radiación incidente: AM1.5 (masa de aire)
Incidencia normal
Temperatura ambiente: 20ºC
Velocidad del viento: 1m/s
30 – Detalle de hoja de características
Una vez conocidos estos parámetros, podemos determinar cómo afectan diferentes
factores a los paneles fotovoltaicos.
s
Panel fotovoltaico 34
Aumento de la radiación
La intensidad aumenta con la radiación, permaneciendo más o menos
constante el voltaje. Es importante conocer este efecto ya que los valores de la
radiación cambian a lo largo de todo el día en función del ángulo del Sol con el
horizonte, por lo que, es importante la adecuada colocación de los paneles
existiendo la posibilidad de cambiar su posición a lo largo del tiempo, bien
según la hora del día o la estación del año.
Un mediodía a pleno sol equivale a una radiación de 1000 W/m2. Cuando el
cielo está cubierto, la radiación apenas alcanza los 100 W/m2.
Exposición al sol
La exposición al Sol de las células
provoca su calentamiento, lo que
lleva aparejados cambios en la
producción de electricidad. Una
radiación de 1000 W/m2 es capaz
de calentar una célula unos 30ºC
por encima de la temperatura del
aire circundante. A medida que
aumenta la temperatura, la tensión
generada es menor, por lo que es
recomendable montar los paneles
de tal manera que estén bien
aireados y, en el caso de que sea
usual alcanzar altas temperaturas,
plantearse la posibilidad de instalar paneles con un mayor número de células.
Este factor condiciona enormemente el diseño de los sistemas de
concentración, ya que las temperaturas que se alcanzan son muy elevadas, por
lo que las células, deben estar diseñadas para trabajar en ese rango de
temperatura o bien, contar con sistemas adecuados para la disipación de calor.
Número de células por modulo
El número de células por modulo afecta principalmente al voltaje puesto que
cada una de ellas produce 0.4V. La Voc del módulo aumenta en esa proporción.
Un panel solar fotovoltaico se diseña para trabajar a una tensión nominal Vpn,
procurando que los valores de VPmax en las condiciones de iluminación y
temperatura más frecuentes coincidan con Vpn.
31 - Comportamiento de los paneles
s
Panel fotovoltaico 35
Los parámetros bajo los que operan los paneles fotovoltaicos, para una
determinada localización, hacen que la característica de voltaje DC de salida
varíe dentro de un margen considerable a lo largo de todo el año. La radiación
y la temperatura ambiente experimentan además otro tipo de variación debidos
a factores diurnos y estacionarios.
36
3.Controladores de Carga El controlador de carga tiene como
función fundamental impedir que la
batería continúe recibiendo energía del
colector solar una vez que ha alcanzado
su carga máxima. Si, una vez que se ha
alcanzado la carga máxima, se intenta
seguir introduciendo energía, se inicia
en la batería procesos de gasificación
(hidrólisis del agua en hidrógeno y oxígeno) o de calentamiento, que pueden llegar a
ser peligroso y en cualquier caso, acortaría sensiblemente la vida de la misma.
Otra función del controlador es la prevención de la sobre descarga, con el fin de
evitar que se agote en exceso la carga de la batería, siendo éste un fenómeno que
puede provocar una sensible disminución en la capacidad de carga de la batería en
sucesivos ciclos. Algunos controladores incorporan una alarma sonora o luminosa
previa a la desconexión para que el usuario pueda tomar medidas adecuadas, como
reducción del consumo, u otras.
Los controladores integran las funciones de prevención de la sobrecarga y sobre
descarga en un mismo equipo, que además suministra información del estado de
carga de la batería, la tensión existente en la misma a demás de ir provistos de
sistemas de protección tales como fusibles, diodos, etc., para prevenir daños en los
equipos debidos a excesivas cargas puntuales. Estos controladores también pueden
32 - Controladores de Carga
s
Controladores de Carga 37
incorporar sistemas que sustituyan a los diodos encargados de impedir el flujo de
electricidad de la batería a los paneles solares en la oscuridad, con un costo
energético mucho menor.
Las características eléctricas que definen un controlador son su tensión nominal y la
intensidad máxima que es capaz de disipar.
Funciones del control de carga
Durante la noche el voltaje de salida de los paneles FVs es nulo. Al amanecer,
atardecer o en días nublados, el nivel de insolación es bajo y los paneles no pueden
cargar las baterías. En este último caso el control de carga cumple un rol pasivo,
aislando el banco de acumulación del bloque de generación, evitando su descarga.
Cuando la insolación aumenta, el voltaje de los paneles supera al del banco de
baterías y el proceso de carga se reanuda. Es entonces cuando el control de carga
tiene un rol activo, evitando una gasificación excesiva del electrolito.
Controladores en serie y en paralelo
Los controladores de carga pueden ser agrupados en dos categorías: controles en
serie y controles en paralelo. Esta clasificación está relacionada con el paso que
toma la corriente de carga, respecto al banco de baterías, cuando el control
comienza a restringir la gasificación.
Máxima corriente de carga
Tanto en el control paralelo, como en el serie, el máximo valor de la corriente de
carga está determinado por la diferencia entre el voltaje de salida de los paneles y el
de baterías. En el control en paralelo la corriente de carga existe o se anula
totalmente. En el control en serie, dependiendo del diseño, se tiene un proceso
similar o de valor variable.
Controlador en Paralelo
En un control en paralelo, cuando el
voltaje de batería alcanza un valor
predeterminado (batería cargada), la
corriente de los paneles es desviada a
un circuito que está en paralelo con el
banco de baterías. Cuando el voltaje de
batería baja por debajo de un valor
mínimo, predeterminado por el
fabricante, el proceso de carga se
restablece nuevamente.
33 – Esquema de controlador en paralelo
s
Controladores de Carga 38
Controlador en Serie
El control serie, ilustrado en forma
esquemática en la figura a la derecha,
elimina la necesidad de un diodo en
serie, ya que la apertura del interruptor
aísla al banco de baterías de los
circuitos que le preceden.
Operación de un controlador de carga
El controlador de carga protege la vida útil de la batería a través del sistema de
control de carga y dos tipos de protección descritas a continuación:
Sistema de control de carga
El sistema de control de carga ayuda a prolongar la vida útil de la batería mediante
fases de carga descritas a continuación:
Boost En esta fase, toda la carga disponible se utiliza para cargar la batería tan pronto
como sea posible. Cuando la batería está cargando en la fase de Boost, el "refuerzo"
como un valor de carga profunda, cuyo valor esta en 14.3V y el tiempo de duración de
este estado está por 30 minutos.
Fase de absorción La batería está próxima a tener la carga plena. Para evitar el exceso
de gasificación, la corriente de cargase ajusta a un valor mínimo para mantener y la
tensión constante.
Fase flotación La batería está completamente cargada, por lo que el controlador ahora
mantiene la batería a un voltaje más bajo. Si el voltaje de la batería cae por debajo de un
punto preestablecido, el controlador actuara de nuevo, cambia la fase de forma
automática.
Ecualización el controlador ocasionalmente hará una sobrecarga intencional de la
batería. Esto se llama ecualización esta fase ayuda a nivelar la carga entre las diferentes
celdas dentro de la batería por sobrecarga durante un corto período. Lo hará varias
veces al año con de evitar la sulfatación de la batería.
34 - Esquema de controlador en serie
s
Controladores de Carga 39
35 – Fases de carga
Sistema de protección
Un controlador de carga normalmente protege la batería de sobre cargas y sobre
descargas que se describen a continuación:
Protección de sobre carga:
Cuando el controlador detecta un voltaje encima del máximo admisible (15.5V
para sistemas de 12V y 31.0V para sistemas de 24V), desactiva el borne de
carga.
Protección de sobre descarga:
Los controladores de carga, cuentan con tres modos diferentes de proteger la
batería según el modelo son:
Voltaje fijo: Desconecta los consumos a un voltaje de batería determinado,
para evitar la sobre descarga.
Estado de carga controlado: Desconecta en un rango de voltaje
determinado, cuando hay falta de corriente. Por ejemplo: si el voltaje de la
batería cae entre 11.4V y 11.9V, en ausencia de corriente de carga
desconecta los consumos.
Modo adaptivo: Desconecta en un rango de voltaje determinado, cuando
hay falta de corriente y depende también de los ciclos de carga previa. Esto
asegura una vida más larga a la batería.
4.Acumuladores de Energía – Baterías En las instalaciones fotovoltaicas lo más habitual es utilizar un conjunto de baterías
asociadas en serie o paralelo para almacenar la energía eléctrica generada durante
las horas de radiación, para su utilización posterior en los momentos de baja o nula
insolación. Hay que destacar que la fiabilidad de la instalación global de
electrificación depende en gran medida de la del sistema de acumulación, siendo por
ello un elemento al que hay que dar la gran importancia que le corresponde.
De cara a su empleo en instalaciones de electrificación fotovoltaica, es necesario
conocer los siguientes conceptos:
Capacidad
Es la cantidad de electricidad que puede obtenerse mediante la descarga total
de una batería inicialmente cargada al máximo. La capacidad de un
acumulador se mide en Amperios-hora (Ah), para un determinado tiempo de
descarga, es decir una batería de 130Ah es capaz de suministrar 130A en una
hora o 13A en diez horas. Para acumuladores fotovoltaicos es usual referirse a
tiempos de descarga de 100 horas. También al igual que para módulos solares
puede definirse el voltaje de circuito abierto y el voltaje en carga. Las baterías
tiene un voltaje nominal que suele ser de 2, 6, 12, 24V, aunque siempre varíe
durante los distintos procesos de operación. Es importante el voltaje de carga,
que es la tensión necesaria para vencer la resistencia que opone el acumulador
a ser cargado.
Eficiencia de carga
Que es la relación entre la energía empleada para cargar la batería y a
realmente almacenada. Una eficiencia del 100% significa que toda la energía
empleada para la carga puede ser remplazada para la descarga posterior. Si la
eficiencia de carga es baja, es necesario dotarse de un mayor numero de
paneles para realizar las mismas aplicaciones.
Auto descarga
Es el proceso por el cual el acumulador, sin estar en uso, tiende a descargarse.
Profundidad de descarga
Se denomina profundidad de descarga al valor en tanto por ciento de la energía
que se ha sacado de un acumulador plenamente cargado en una descarga.
Como ejemplo, si tenemos una batería de 100Ah y la sometemos a una
descarga de 20Ah, esto representa una profundidad de descarga del 20%.
s
Acumuladores de Energía – Baterías 41
A partir de la profundidad de descarga
podemos encontrarnos con descargas
superficiales (de menos del 20%) o
profundas (hasta 80%). Ambas pueden
relacionarse con ciclos diarios y anuales. Es
necesario recalcar que cuanto menos
profundos sean los ciclos de carga/descarga,
mayor será la duración del acumulador.
También es importante saber que, para la
mayoría de los tipos de baterías, un
acumulador que queda totalmente
descargado, puede quedar dañado
seriamente y perder gran parte de su
capacidad de carga.
Todos estos parámetros característicos de los
acumuladores pueden variar sensiblemente con
las condiciones ambientales, tal como ocurría en
los módulos fotovoltaicos.
Tipos de baterías
En diferentes fases de desarrollo se encuentran baterías de distintos tipos, algunos
de los cuales son:
Plomo ácido (Pb-ácido)
Níquel-Metalhidro (NiMH)
Níquel-Zinc (Ni-Zn)
Zn-Cloro (Zn-Cl2)
De todos los acumuladores más del 90% del mercado corresponde a las baterías de
plomo ácido, que en general, y siempre que pueda realizarse un mantenimiento, son
las que mejor se adaptan a los sistemas de generación fotovoltaica. Dentro de las de
plomo ácido se encuentran las de Plomo-Calcio (Pb-Ca) y las de Plomo-Antimonio
(Pb-Sb). Las primeras tienen a su favor una auto-descarga menor, así como un
mantenimiento más limitado, mientras que las de Pb-Sb de tipo abierto y tubular se
deterioran menos con la sucesión de ciclos y presentan mejores propiedades para
niveles de baja carga. Este segundo tipo de baterías soporta grandes descargas y
siempre tienen, atendiendo a las condiciones de uso, una vida media de diez o
quince años.
36 – Baterias para sistemas solares
s
Acumuladores de Energía – Baterías 42
Por su implantación a nivel comercial tiene también cierta importancia los
acumuladores de Níquel-Metalhidro, que entre otras ventajas frente a las de plomo
ácido presentan la posibilidad de ser empleados sin elemento controlador, la
posibilidad de permanecer largo tiempo con bajo estado de carga, la estabilidad en
la tensión suministrada y un mantenimiento mucho más espaciado en el tiempo. Sin
embargo, su coste se cuadruplica y su baja capacidad a régimen de descarga lenta,
desaconseja su uso en gran parte de las aplicaciones fotovoltaicas.
Todas estas baterías pueden presentarse en forma estanca, conocidas como libres
de mantenimiento o sin mantenimiento, lo que es beneficioso para algunas
aplicaciones. No obstante, presentan una duración muy limitada frente a los
acumuladores abiertos, no existen en el mercado acumuladores estancos de alta
capacidad y son más caros que los abiertos.
5.Cargas y Aplicaciones Se llama cargas a todos los dispositivos que están conectados a un sistema
fotovoltaico, también son denominados consumos.
Como el tipo de corriente de los sistemas fotovoltaicos es continuo, se recomienda
siempre usar dispositivo o aparatos eléctricos o electrónicos para corriente continua,
solo en casos en los que no está disponible en corriente continua se puede utilizar
uno de corriente alterna. Esto para evitar el uso de un inversor, que aumenta la
demanda de energía, ocasionando una mayor inversión en panel y banco de batería.
Tipos de consumos
En general en un sistema fotovoltaico puede utilizarse cualquier tipo de aparatos
eléctricos o electrónicos, desde lámparas fluorescentes compactas (focos
ahorradores), TV, DVD, radio, refrigeración, etc. A continuación se lista las
características comunes que deben tener las cargas que se utilizaran en un sistema
fotovoltaico:
La tensión y corriente de alimentación debe ser compatibles con la de los
módulos.
Deben ser cargas con consumos de alta eficiencia con diseños específicos para
SFV.
No deben provocar interferencia con otros equipos.
Deben contar con protecciones contra polaridad inversa, cortocircuitos, sobre y
bajas tensiones.
Rango de temperaturas amplio.
6.Dimensionamiento En el caso de las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica aislada, las
necesidades de dimensionamiento están condicionadas por dos factores
importantes, como son: la necesidad de garantizar un suministro constante aún en
las peores condiciones ya que no se dispone de otra fuente de energía y el elevado
costo de los equipos.
A continuación se detalla sistema de dimensionado para instalaciones aisladas de la
red que pueden permitir valorar de modo aproximado las características de una
instalación dada, a partir de los consumos previstos y de la radiación disponible. La
información que se aporta es suficiente para calcular el orden de magnitud de las
instalaciones, siendo necesario a la hora de acometer los proyectos acudir a un
especialista, ya que el método propuesto no se tienen en cuenta determinados
factores específicos de cada tipo de instalación, que puede tener incidencia a la hora
de determinar las características finales de la misma.
La hipótesis básica de dimensionamiento para instalaciones aisladas es el de
abastecer en su totalidad las necesidades definidas en el mes de soleamiento
menor, contando con la seguridad de una capacidad de acumulación necesaria para
cubrir un cierto número de días de bajo nivel de radiación.
Con objeto de ayudar en el seguimiento y realización del método se han incluido una
serie de cuadros que pueden ayudar para la aplicación del método propuesto. El
dimensionamiento de un sistema fotovoltaico aislado consta de las siguientes fases:
Fase 1: Determinar la demanda de energía
s
Dimensionamiento 45
Fase 2: Definir tamaño del panel fotovoltaico
Fase 3: Calculo del tamaño del banco de baterías
Fase 4: Calculo de la capacidad del controlador de carga
Fase 5: Selección del tipo de cable
Fase 1: Determinar la demanda de energía
La energía que la aplicación considerada necesita consumir cada mes va a
depender exclusivamente del tipo de equipos que componen la carga así como el
tiempo de utilización de los mismos. Los datos necesarios que habrá que conocerse
de cada equipo serán:
La potencia: Tomada como la nominal de los equipos y que aparece en las
características de los mismos, podrá encontrarla en el manual de usuario o en
una etiqueta adosada al equipo.
El número de horas de funcionamiento diario.
La energía necesaria para el consumo del equipo en cuestión, será el producto del
número de equipos iguales por la potencia y por el número de horas diarias de
funcionamiento. En el anexo sobre dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos
podrá encontrar la tabla para calcular el requerimiento de energía, que se describe a
continuación, con el propósito de ilustrar esta explicación se lleno las tablas con un
ejemplo que podrá replicar siguiendo los pasos de esta guía.
Descripción de la tabla de cálculo de consumo
Detalle de carga (a): Escriba en este
campo el nombre del electrodoméstico o
consumo
Consumo Nominal [W] (b): Es el valor en
wat (W), del consumo normalmente esta
especificado en el paquete y en el manual
del equipo.
Cantidad (c): Es el número de equipos o
consumos similares instalados en el
sistema fotovoltaico.
Uso [h/día] (d): Cantidad de horas por día
que utilizara el consumo o carga.
s
Dimensionamiento 46
Consumo [W h/día] (e): Es el consumo total de cada electrodoméstico o consumo, es
el resultado de multiplicar la columna b, c y d (e=b*c*d).
Demanda total [W h/día] (f): Es la suma de los valores de la columna “e”, representa
la demanda total requerida por el usuario. En el ejemplo es 186 [W h/día]
Fase 2: Definir tamaño del panel fotovoltaico
La energía que capta un panel solar
fotovoltaico va a depender de: la cantidad
de radiación que recibe, la climatología del
lugar, así como del ángulo de inclinación
respecto a los rayos solares. El cálculo
exacto de la energía solar incidente en una
determinada ubicación es un complicado
problema estadístico y físico, cuya
explicación queda fuera del propósito de
este manual. Sin embargo, se pueden
realizar aproximaciones suficientemente
aceptables suponiendo que la energía
recibida es la correspondiente a la media
del lugar en la que se instala el sistema
fotovoltaico.
Se considera un estándar en Bolivia al orientar los paneles hacia el Norte con una
inclinación de 30º sobre la horizontal, esta orientación garantiza que la radiación
captada por el panel sea la mayor posible durante la época de menor radiación.
En la grafica aparecen los valores medios anuales de la energía recibida durante un
día y por unidad de superficie.
Esta energía está expresada en
kilowatios-hora/metro2/día [KW-h /m2
día].
Con el fin de facilitar el cálculo es posible
tomar para la región del altiplano
promedio anual 6 horas de sol por día,
para los valles 5.5 y para el oriente 5
horas. Para una radiación solar de 1000
[W/m2].
s
Dimensionamiento 47
Para dimensionar el sistema fotovoltaico se utilizara la tabla a la derecha, a
continuación se explica la parte correspondiente al tamaño del panel fotovoltaico.
Descripción de la tabla de dimensionamiento
Demanda de energía [W] (a): Escriba en este campo la demanda total calculada en la
tabla de consumo (el valor marcado con (A).
Consideración de pérdidas [W] (b): Son las pérdidas debido al acoplamiento del
panel solar, el controlador de carga, la batería y el cableado, se estima que pueden
llegar al 30% de la demanda total.
Número de horas sol [h] (c): Es la cantidad de horas sol promedio por año según la
región donde se instalará el sistema fotovoltaico. Según lo explicado en párrafo
precedente.
Tamaño del panel solar [Wp] (d): Es el tamaño de panel solar requerido. Resulta de
dividir la fila (2) por la fila (3).
Tamaño de panel solar normalizado [Wp] (e): Es el tamaño de panel fotovoltaico
comercial más próximo al valor calculado en la fila (4). Es recomendable que la
capacidad del panel escogido sea mayor al calculado.
Fase 3: Calculo del tamaño del banco de baterías
Para evaluar el tamaño del sistema de acumulación o banco de baterías es
necesario definir previamente los siguientes factores, que son:
Días de autonomía
Los días de autonomía corresponden al tiempo que podrá funcionar la
instalación sin recibir la radiación solar en condiciones adecuadas. Este
parámetro está fuertemente condicionado por las características climáticas del
emplazamiento y por las necesidades de fiabilidad del suministro.
Habitualmente, para instalaciones de electrificación rural este factor puede ser
de 4 ó 6 días y para aplicaciones técnicas puede superar los 10.
Profundidad de descarga máxima
Es el límite de descarga que puede alcanzar la batería, sin perjudicarla de cara
a sus prestaciones. Para los casos más habituales de electrificación rural,
puede tomarse este valor hasta un 70%. Las baterías empleadas en otros tipos
de sistemas pueden permitir profundidades de descarga superiores al 90%.
Tensión de trabajo de la instalación
Se selecciona en función de las características de la instalación. En el caso de
instalaciones de electrificación rural, lo más usual son tensiones de 12 V DC.
s
Dimensionamiento 48
Continuando la explicación de la tabla de dimensionamiento, se describe la parte
correspondiente al banco de baterías.
Descripción de la tabla de dimensionamiento
Tamaño banco de baterías [Ah] (f):
Para calcular el tamaño del banco de
baterías, multiplique el valor de la fila
(5) por 2, este es un método empírico
que prevé una profundidad de
descarga diaria de 10% y 3 días de
autonomía. Este procedimiento se
aproxima mucho al valor calculado por
otros métodos.
Banco de baterías normalizado [Ah]
(g): Es el tamaño de batería comercial
más próximo al valor calculado en la
fila (6). Es recomendable que la
capacidad de la batería escogida sea
mayor al calculado.
Fase 4: Calculo de la capacidad del controlador de carga
Una vez dimensionada la instalación – tamaño de panel y banco de baterías – ahora
se definirá el tipo y capacidad del controlador de carga. En cuanto al tipo, la
selección está sujeta a la disponibilidad del mercado y al presupuesto disponible.
La capacidad del controlador está en función al tamaño del panel. Se recomienda
utilizar el controlador de carga máximo a
un 70% de su capacidad nominal, esto
con el propósito de alargar la vida útil del
controlador y evitar desconexión al
operar muy próximo a su capacidad
máxima.
A continuación se explica la parte
correspondiente al cálculo de la
capacidad del controlador de carga de la
tabla de dimensionamiento.
s
Dimensionamiento 49
Descripción de la tabla de dimensionamiento
Voltaje del Sistema (h) Escriba en este campo el voltaje del sistema puede ser 12 ó
24 voltios.
Capacidad del controlador de carga [A] (i): Es el resultado de dividir el valor de la
fila 5 por el valor de la fila 8.
Capacidad mínima del controlador de carga [A] (j): Se recomienda utilizar el
controlador de carga máximo a un 70% de su capacidad nominal, esto con el propósito
de alargar la vida útil del controlador y evitar desconexión al operar muy próximo a su
capacidad máxima.
Controlador de carga comercial [A] (k): Es el controlador de carga comercial más
próximo al valor calculado en la fila (10). Es recomendable que la capacidad del
controlador elegido sea mayor al calculado.
Fase 5: Selección del tipo de cable
Al momento de definir las características del cable es necesario tomar en cuenta la
distancia entre los puntos de conexión, la corriente que será conducida – amperios –
y el voltaje del sistema. Para facilitar el proceso de selección de cable existen tablas
que relacionan estas variables, a continuación se explica el uso de una de estas
tablas.
Descripción de la tabla de selección de cable
Paso 1 (1): Seleccione la corriente
que circulara por el sistema, en el
ejemplo a la derecha se tomo 15
amperios (15 [A]).
Paso 2 (2): Escoja la longitud de
cable que se aproxime a la medida
de su requerimiento, en el ejemplo
47 [m].
Paso 3 (3): Siguiendo la fila de la
longitud seleccionada a la
izquierda de la tabla, encontrara
tanto la designación comercial del
tipo de cable como el área de la sección transversal, en el ejemplo cable AWG 6 que
tiene una sección transversal de 13,30 mm2.
En la sección de anexo podrá encontrar las tablas y cuadros descritos en párrafos
precedentes que le ayudaran a dimensionar un sistema solar.
7.Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos
Como se vio en anteriormente, los sistemas fotovoltaicos poseen cuatro
componentes principales: panel fotovoltaico, controlador de carga, batería y cargas o
consumos. A continuación se describe los cuidados que se debe tener a momento
de la instalación y mantenimientos de estos.
Panel Fotovoltaico
Transporte
Para el transporte de los paneles se
deben tomar los siguientes cuidados:
Los paneles deben colocarse encima
de toda la carga, porque son frágiles.
Deben estar bien protegidos
(embalados).
El panel es de vidrio resistente, pero un
golpe fuerte puede dañarlo.
Para evitar que se golpeen o muevan
en el transporte, deben asegurarse
firmemente.
Deben ser cuidados y supervisados
directamente.
37 – Orientacion e inclinacion del panel solar
s
Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 51
Al cargarlos debe verificarse que otros tipos de carga no lo dañen (objetos
metálicos, agudos y punzantes pueden rayar o quebrar el vidrio del panel).
Instalación
Ubicación
Para la instalación del panel busque:
Un lugar sin sombra en todas las épocas del año y a lo largo del día.
Seleccionar el tipo de montaje más adecuado existentes y de acuerdo al tipo
de sistema que se desea instalar.
Orientación
El panel deberá instalarse mirando siempre al Norte, con la inclinación
adecuada.
Inclinación
Para sistemas que funcionarán todo el año, la mejor inclinación en Bolivia es
30º con respecto a la horizontal. Esta inclinación es fácilmente medible, por
ejemplo puede usar una escuadra común, o se puede utilizar relaciones
geométricas simples
Mantenimiento del panel fotovoltaico
El panel o paneles solares están expuestos a la intemperie, por lo que
requieren de una limpieza periódica de su superficie siga estos consejos para
la limpieza:
Quite con mucho cuidado el polvo y las
suciedades que podrían estar asentadas
sobre los paneles. Utilice un paño y agua,
evitando rayar la superficie.
Verifique también el buen estado del panel,
que no tenga roturas de ninguna tipo.
Controlador de Carga
Transporte
Para el transporte del controlador se deben
tomar los siguientes cuidados:
Buen embalaje para evitar golpes y
vibraciones que pueden dañar al equipo.
s
Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 52
Cuidar de no poner peso excesivo sobre el embalaje del controlador.
Instalación
Ubicación
La altura mínima recomendada es 1.20 m a 1.70 m, para que esté fuera del
alcance de los niños. Se debe buscar:
Una pared libre de humedad, donde no lleguen directamente rayos del sol,
humo y de preferencia un ambiente libre
de polvo.
Considere que este ambiente será también el de las baterías.
El lugar más cercano al panel. No se debe instalar directamente sobre la
batería, se deberá mover levemente a un lado.
Mantenimiento del Controlador
Las tareas en el controlador se limitarán a observar el buen estado de los
contactos y dependiendo del modelo de equipo, observar las señales
luminosas que pudieran informar sobre anomalías del sistema, por ejemplo,
batería descargada.
Si por alguna razón usted ha desconectado o va a desconectar los cables, no
olvide dejar claramente marcada la polaridad en las conexiones.
Mantener la polaridad de las conexiones es muy importante, cualquier
alteración en el sentido afectará al sistema, pudiendo presentar fallas locales o
dejar todo el sistema de generación eléctrica fuera de servicio.
Batería
Transporte
Generalmente, se transportan baterías para uso en sistemas fotovoltaicos ya
preparadas para suministrar energía. Esto quiere decir que las baterías ya
contienen electrolito y agua destilada.
Para el transporte de baterías se deben tener los siguientes cuidados:
Hay que asegurar bien los pernos de sujeción, porque pueden salirse con las
sacudidas del viaje.
Se recomienda proteger los tapones de las celdas de batería durante el
viaje, para evitar el derramamiento de líquido que es muy corrosivo.
Se recomienda llevar las baterías en cajas de cartón, preferiblemente la caja
que viene de la fábrica con la batería, porque, aunque tenga protección y
38 – Posicion del controlador de carga
s
Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 53
esté bien asegurada, siempre se derrama por lo menos una pequeña
cantidad de líquido.
Es necesario asegurar bien las baterías preferentemente en un lugar aislado,
para evitar que se vuelque y derrame el electrolito.
Para el transporte, si es posible, busque un lugar alejado de otras cargas
delicadas.
Evitar contacto de objetos metálicos entre los dos bornes.
Una batería colocada debajo de la cama o tapada no tiene ventilación
adecuada, se sobrecalienta, y no existe fácil acceso para verificar el nivel de
electrolito.
Instalación
Al instalar las baterías se debe tener en
cuenta las siguientes recomendaciones:
Lo más cerca posible del controlador de
carga, pero no debajo de él.
En un lugar ventilado para que se
dispersen los gases que las baterías
normalmente emiten.
Sobre una base firme en el suelo, puede
ser de madera.
Para la instalación de más de 4 baterías
utilice una estructura metálica.
Siempre instale un fusible de línea o
protector térmico.
Para conexiones de baterías en paralelo,
haga las conexiones entre las baterías
antes de conectarlas al sistema.
Observe cuidadosamente la polaridad.
Mantenimiento de la Batería
Para mantener la batería en perfecto estado de funcionamiento siga estos
concejos:
La tarea de mantenimiento en baterías más frecuente, es la de mantener en
niveles óptimos el nivel de electrolito, si no estuviese en los rangos
normales, complete con agua destilada hasta el nivel superior.
39 – Instalacion de la bateria
s
Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 54
Nunca use con agua acidulada, sólo agua destilada.
Es posible que los bornes de las baterías presenten algún grado de
sulfatación, limpie todos los contactos y conductores, vuelva a instalarlos y
protéjalos con una pequeña capa de grasa.
Verifique además el estado de los fusibles de línea, la limpieza de los bornes
y el estado general de las conexiones.
Cargas o consumos eléctricos
Un sistema fotovoltaico solamente puede suministrar una cantidad limitada de
energía, dependiendo del tamaño del panel, la capacidad de la batería y la radiación
solar que recibe el sistema diariamente.
Se debe controlar cuidadosamente el uso de las cargas eléctricas para que siempre
haya energía disponible cuando se necesite. Este control consiste en utilizar
racionalmente las cargas, apagándolas cuando no cumplen función alguna.
Lámparas Fluorescentes tipo CFL
Las lámparas fluorescentes tipo PL disponibles en el mercado local son de:
7W, 11W, 15W y 20 W. Use solamente lámparas fluorescentes en sistemas
fotovoltaicos. Nunca use lámparas incandescentes, ni lámparas de potencia
mayor a 20W.
Transporte
Al transportar las lámparas tome estos cuidados:
Buen embalaje para evitar golpes y vibraciones que
dañen la lámpara.
Cuidar de no poner peso excesivo sobre el embalaje de
las lámparas.
Se recomienda llevar lámparas de repuesto al sitio de
la instalación.
Instalación
Siga las siguientes recomendaciones para instalar
adecuadamente lámpara CFL:
La altura recomendada para la lámpara está entre 2.20
m y 2.50 m. Si la distancia entre el piso y el techo es
considerable (por ejemplo más de 3 m), busque la
mejor manera de bajar la lámpara (por ejemplo usando
cadenillas). 40 – Altura recomendad para la instalcion de
lamparas CFL
s
Instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos 55
Para fijar la lámpara se puede usar alambre, cadenillas u otros métodos
Al hacer las conexiones eléctricas, se debe tener cuidado de observar la polaridad correcta.
Si la lámpara se instala fuera de una habitación, prevea la protección contra la
lluvia, viento y granizo.
Al ajustar la lámpara sujétela por el cuerpo y no por el tubo, puede romperla.
Asegurarse que el soquete esté bien sujeto al cable.
En todo caso, toda la instalación y las recomendaciones deben adecuarse a las
condiciones particulares del sitio.
Mantenimiento de lámparas CFL
Con el tiempo y uso las lámparas pueden quedar cubiertas de polvo, hollín, etc.
El único mantenimiento necesario es hacer una limpieza periódica con un paño
suave y seco.
Otras Cargas
Otras cargas, por ejemplo televisores, videos y receptores, vía satélite son también
posibles de utilizar. Se recomienda usar equipos que operen directamente con
corriente continua, si esto no fuera posible escoja un inversor de buena calidad.
Para instalar lea previamente el manual del equipo, y sigas las recomendaciones
para la instalación, operación y mantenimiento.
ANEXOS
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 57
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL
1) En un sistema solar fotovoltaico,
la energía se almacena en baterías
liquidas o de Gel, abiertas o selladas,
para usar esta energía en dispositivos
de iluminación, ¿Qué tipo de lámparas
se emplean en sistemas DC de
Corriente Continua?
Si bien hay la oferta tecnológica para
emplear diversos tipos de lámparas como
las incandescentes, fluorescentes o LED,
en los Sistemas Solares Domésticos
(empleando paneles iguales o mayores a
50 Wp), la actual preferencia es usar las
lámparas fluorescentes compactas.
2) Las lámparas LED aun no están
entre las más preferidas. ¿Porque?
No hay duda que en un futuro muy
próximo, la tecnología LED se va a
imponer claramente (más eficiencia, más
durabilidad). Al momento la tecnología
LED ha avanzado a pasos agigantados,
siendo los parámetros más notables:
a) Mayor eficiencia comparada a los
fluorescentes compactos (70-100
lúmenes por wat en LED frente a
50-70 lúmenes por wat en
fluorescentes)
b) Larga vida (LED 50,000 horas
comparada con 10,000 horas en
fluorescentes compactos de
PHOCOS).
c) Posiblemente el tema más crítico
es el costo inicial de las lámparas
con tecnología LED, entre 5 y 10
veces más que las fluorescentes
compactas. Aunque en los últimos
años se observo que el precio de
las lámparas LED tuvo una
constate disminución.
3) ¿Porque actualmente hay una
mayor preferencia en el uso de
lámparas fluorescentes en vez de las
incandescentes?
La tendencia debería ser ir por el camino
de la eficiencia energética y sobre todo en
sistemas fotovoltaicos donde hay que
optimizar al máximo el uso de la energía
generada. A continuación comparamos las
eficiencias de tres tecnologías de
iluminación:
Tipo LED, rendimiento lumínico:
70-100 lúmenes por wat
Tipo Fluorescente compacto: 50-70
lúmenes por wat
Tipo incandescente: 8-15 lúmenes
por wat.
Es evidente que la tecnología que menos
debe usarse es la incandescente. Usar
lámparas incandescentes implica un
derroche de energía (paneles y baterías
más grandes para una misma aplicación),
la eficiencia es inversamente proporcional
al costo. No hay argumento válido para
usar lámparas incandescentes, ni siquiera
su bajísimo costo. Si deseamos hablar de
equivalencias, con una lámpara
fluorescente compacta de 11 wats
(modelo CL1211) podríamos tener una
iluminación equivalente a un
incandescente de 60 wats. Esta relación
de 6 veces más va a implicar que el
consumo será de 6 veces más, el panel
solar 6 veces más grande, la batería 6
veces más grande y el mantenimiento del
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 58
sistema también 6 veces mayor.
Definitivamente el incandescente no es
una alternativa, aunque cueste centavos.
4) Hay disponibles en el mercado
lámparas fluorescentes compactas en
110/220 VAC ¿Es posible usarlas en
sistemas fotovoltaicos de 12 VDC?
Técnicamente es una posibilidad, para
esto requerimos de tener un inversor de
voltaje (Corriente continua transformarla
en alterna), pero desde el punto de vista
de eficiencia y ahorro, no es una buena
medida. Por el solo hecho de usar un
inversor, ya tenemos perdidas que pueden
estar fácilmente en el orden del 20% o
más y si el inversor va a estar conectado
todo el tiempo, habrá un consumo invisible
de energía que el tiempo es muy
significativo, aun con inversores cuya
calidad es reconocida.
Algunas pautas:
a) Es evidente que las lámparas de
AC son más económicas que las
buenas lámparas de DC, pero
pese a esto no se encuentra
justificativo técnico y económico
para usar lámparas AC.
b) Si tiene energía DC, use en lo
posible cargas o aparatos DC.
c) El costo inicial de dispositivos en
DC es mayor, pero si hace un
cuidadoso calculo comparativo de
costos frente a al uso dispositivos
de AC es sistemas DC, verá con
claridad el verdadero ahorro.
Recuerde: Si tiene disponible energía en
DC, use dispositivos en DC (lámparas
para iluminación, televisores en DC,
refrigeradores en DC, etc.).
5) ¿Cuál es el principio de
funcionamiento de las lámparas
fluorescentes compactas de PHOCOS
en corriente continua?
El principio de operación es simple, se
toma la energía de la fuente de 12 voltios
DC y en base a circuitos electrónicos se
obtiene una forma de onda seno
modificada con los niveles de tensión y
frecuencia adecuados para poder producir
el encendido de los tubos fluorescentes.
6) ¿Vemos que en el mercado hay
distintas marcas de lámparas
fluorescentes y de todos precios, si
fueran de la misma potencia, en que
se diferencian con las lámparas de
PHOCOS?
El hecho que un conjunto de lámparas
tengan un consumo nominal de potencia
del mismo valor, no garantiza que todas
vayan a iluminar igual. Es bueno hacerse
tres preguntas básicas:
a) Cual el rendimiento lumínico
(lúmenes por wat)?
b) Cuál será la vida útil de la
lámpara?
c) Produce interferencia en
radiorreceptores o TV?
Las lámparas PHOCOS, fueron
catalogadas por prestigiosos laboratorios
en Europa, como una de las mejores
lámparas que pasaron por esas
instituciones, PHOCOS prioriza la calidad
y la larga vida y las 3 preguntas
planteadas, conducen hacia una
respuesta positiva por parte de las
lámparas PHOCOS: excelente
rendimiento lumínico, una muy larga vida
e interferencia hacia otros dispositivos
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 59
como radiorreceptores prácticamente
mínima.
7) ¿Cómo se logra el alto
rendimiento lumínico de las lámparas
PHOCOS?
El diseño y el balasto de las lámparas
fluorescentes son muy eficientes, la forma
y valores de la onda que llega al tubo
fluorescente permiten disponer de una
máxima transferencia de potencia siendo
además simétrica en los ciclos positivo y
negativo.
8) Y sobre la tan comentada larga
vida útil de las lámparas PHOCOS?
Al energizarse una lámpara, los circuitos
electrónicos de la misma obligaran ir
primeramente a una etapa de pre-
calentamiento (duración de 1.5 segundos)
mediante el paso de una corriente
pequeña en DC por los filamentos del tubo
fluorescente. Este precalentamiento con
tecnología patentada de PHOCOS evitara
un daño prematuro en los filamentos,
evitando también un rápido
ennegrecimiento del mismo y posterior
daño del tubo. Una vez cumplido este
ciclo de precalentamiento, recién pasara
toda la potencia hacia el tubo
fluorescente. Por ello, si al momento de
encender una lámpara, nota un pequeño
retardo de 1.5 seg quédese tranquilo, la
electrónica de la lámpara está actuando
como previsto. Un encendido violento no
es bueno, el precalentamiento es
necesario.
9) ¿Cuál la importancia del
concepto de ciclos de encendido, por
qué piden siempre esta información?
Este concepto es importante porque en el
proceso de encender y apagar una
lámpara se podría reducir también la vida
útil. Con la tecnología del
precalentamiento que PHOCOS emplea
para encender las lámparas, estas
cumplen con la norma IEC925, podemos
alcanzar los 500.000 ciclos de encendido
y apagado.
10) Como PHOCOS evita que las
lámparas generen interferencias en
aparatos electrónicos? (radio, tv, etc.).
Se tiene especial cuidado en la forma de
onda que va hacia el tubo fluorescente y
además se usan filtros de línea y
componentes electrónicos de bajo ruido.
El factor de cresta (valor pico de voltaje o
corriente dividido entre el valor RMS
(eficaz) está dentro de límites muy
razonables. El factor de cresta en
corriente es el más importante y en las
lámparas PHOCOS está en el orden de
1.65. Para darles una referencia, el factor
de cresta de una:
Señal sinusoidal es de 1.4142
Señal triangular es de 1.73
Señal cuadrada: 1
Siendo el Factor Cresta igual a la amplitud
del pico de la forma de onda dividida por
su valor RMS, el propósito de la medición
del factor cresta es tener una idea rápida
de la forma de onda. Valores altos del
factor de cresta, significaran que hay picos
de corriente (en cada ciclo) muy elevados
que estresaran a los componentes
eléctricos, reduciendo su vida útil y
generando interferencias intolerables.
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 60
11) Algunos modelos de lámparas,
tienen el dispositivo OTP (protector de
sobre temperatura) y también llevan
un LED rojo adicional. ¿Cual su
función?
Es posible que algunas lámparas estén
instaladas en ambientes calientes o que
no haya condiciones de ventilación
adecuadas. Frente a esto, es posible
emplear los modelos con el dispositivo
OTP (protector de sobre temperatura).
La operación es muy simple: En caso de
que la lámpara por diversos motivos
alcance una cierta temperatura interior (de
la carcasa blanca), la lámpara
simplemente se apagara y además el LED
rojo se encenderá indicando que la
protección contra sobre calentamiento
esta activada. Una vez que baja la
temperatura, la lámpara reiniciara su
funcionamiento de forma normal.
12) ¿Cuán necesario es adquirir
lámparas con la función OTP
(Protección de sobre temperatura)?
Si la lámpara se la instala en un ambiente
de libre circulación de aire como ocurre en
la mayoría de los casos, hemos visto en la
práctica que los modelos sin OTP operan
satisfactoriamente. Evite instalar las
lámparas en ambientes confinados o
demasiado protegidos que evite la libre
circulación del aire
13) El precio de las lámparas
Compactas de PHOCOS parecen algo
elevados. ¿Se justifica esta inversión?
¿En cuánto tiempo se puede
recuperarla?
La comparación entre los costos de
instalación de aplicaciones fotovoltaicas
para iluminación, con el uso de lámparas
de Phocos y otras se muestra en la
siguiente tabla. Para efecto de análisis,
supongamos que es necesaria una
intensidad luminosa de 600 lúmenes (que
se obtiene con la lámpara de 11 wats
modelo CL1211, y estos 600 lúmenes han
sido plenamente y satisfactoriamente
aceptados por los usuarios de Sistemas
Solares Domésticos.
Lámpara
Phocos
Otra
marca
Intensidad
requerida [lm]
600 600
Eficiencia
luminosa
[lm/W]
60 40
Potencia
requerida [W]
10 15
Tiempo de
servicio [h/día]
10 10
Consumo [W
h/día]
100 150
Tamaño de
panel [Wp]
26 40
Tamaño banco
de baterías [Ah]
50 80
Utilizando las lámparas eficientes de
Phocos, se puede ahorrar hasta un 35%
en costo de panel solar y banco de
baterías. La inversión se recupera
inmediatamente y además el costo de
mantenimiento como el reemplazo de la
batería cada 2-3 años será de menor
costo.
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 61
14) ¿Por qué el precio de las
luminarias de 5W, 7W y 11W, es el
mismo? Esto impide la venta de las de
7W y 5W ya que el cliente vincula el
precio a una potencia.
La razón radica en que la electrónica de
todos los modelos de lámparas indicados
es básicamente la misma, por ello el
precio es similar. Para este caso lo mejor
es sugerir al cliente adquiera la lámpara
que necesitará dependiendo del lugar que
desee iluminar. En lugares donde no es
necesaria mucha luz es recomendable
utilizar lámparas de menor potencia ya
que ello significara para el usuario un
ahorro en otros componentes del sistema
como el panel y la batería.
15) ¿Por qué algunas lámparas
compactas de 12 VDC pueden fallar
prematuramente?
Las lámparas compactas tienen un tiempo
de vida media de 10.000 horas, sin
embargo un porcentaje muy bajo de
lámparas será susceptible de fallar en los
primeros meses. Hay factores internos o
externos que conducen a generar este
problema. Entre los factores internos,
podemos mencionar a la falla estadística
propia y normal de los componentes
electrónicos, esto es minimizado por los
rigurosos controles de calidad en nuestra
producción y entre los factores externos
pueden mencionarse a algunos fallos en
el lugar y condiciones de instalación, altas
temperaturas no ventiladas, ingreso de
agua, golpeteo de la lámpara contra
paredes por acción del viento, etc. Es
necesario tomar recaudo de cuidados
básicos al momento de instalarlas.
16) ¿Cómo identificar un daño en la
lámpara CFL?
Hay 3 características típicas que indican la
presencia de algún problema en la
lámpara:
- La lámpara enciende
inmediatamente sin la etapa de
precalentamiento: Esta condición
no es normal y debe reparársela,
caso contrario se acortara la vida
útil de la lámpara a pesar de que
ilumine y trabaje en los niveles
normales. En este caso estaríamos
en presencia de una lámpara sin la
función de precalentamiento.
- La lámpara ha disminuido
sustancialmente la luminosidad en
comparación a lo que alumbraba
cuando la lámpara era nueva. Sera
que el tubo llego a su vida útil final
o es algún fallo en la electrónica?
- Al activar el interruptor de
encendido, no se percibe
respuesta alguna en la lámpara.
Se rompió el tubo, hay fallo en la
electrónica? La lámpara está
haciendo contacto con el socket?
Hay energía en la red eléctrica
DC? Estas preguntas pueden
conducirnos a encontrar una
solución.
17) En el interior de la lámpara,
puede encontrarse un fusible de difícil
acceso. ¿Con qué frecuencia se
quema solo este fusible de modo que
al cambiarlo la lámpara opera
nuevamente?
Normalmente cuando el fusible se quema
es consecuencia de algún otro daño
interno, así que, cambiar solo el fusible no
será una solución al problema en la
mayoría de los casos. Sera necesario
revisar otros componentes del circuito
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 62
electrónico de la lámpara. A pedido del
distribuidor, realizamos talleres de
reparación para capacitar a su personal
(consultar con Phocos Latín América).
18) ¿Qué pasa si se rompe el tubo
de la lámpara?
Por favor referirse a la pregunta número
27, emanación de gases. Es también
altamente recomendable retirar
cuidadosamente la lámpara del socket
(evite heridas y posible contaminación con
mercurio).
19) ¿Se puede colocar protector
plástico transparente a la lámpara
para protegerla de la suciedad?
Si es posible, de hecho se tiene un
prototipo en estudio para ello, que evitará
que insectos nocturnos voladores de
tamaños considerables choquen con los
tubos atraídos por la luz de la lámpara, y a
su vez este protector difusor transparente
puede proteger contra los humos.
20) ¿Tenemos alguna alternativa en
PHOCOS para lámparas que se
pueden usar a la intemperie y/o
sumergirlas en el agua?
La aplicación principal es para uso interior,
en caso de uso exterior, protéjala contra
agentes externos que podrían causar
daño como ser la lluvia y el viento (golpe
de la lámpara contra alguna pared).
Tampoco es posible sumergirlas.
21) ¿Cumple la lámpara Phocos de
11W, con la norma internacional de
iluminación por metro cuadrado?
Una pregunta muy difícil de responder, en
el campo de la energía solar aplicada a la
iluminación es difícil cumplir con las
recomendaciones generales de
iluminación, porque serian necesarias
lámparas de mayor potencia o utilizar
mayor cantidad de lámparas para llegar a
la cantidad de iluminación recomendada,
en consecuencia será necesario un panel
solar más grande (o varios) al igual que un
banco de baterías mayor y esto hace que
los costos de instalación se eleven. Por
ello vemos que estas normas de
intensidades de iluminación no son
fácilmente aplicables. Pero que dicen los
usuarios de sistemas solares? Piensan
que las lámparas de 11 wats dan muy
buena iluminación y acompañan muchas
actividades como ser de estudios y
algunas actividades productivas.
En la siguiente tabla están las
recomendaciones Internacionales de
iluminación en interiores:
Actividad Iluminación
(lux,
lumen/m2)
Orientación simple para visitas
cortas
50 - 100
Aéreas de trabajo donde las
tareas visuales son ocasionales
100 - 150
Talleres, casas, teatros, archivos 150
Trabajo ligero de oficina, aulas 250
Trabajo normal de oficina,
computador, biblioteca,
laboratorios, lectura
500
Una lámpara de 11 wats, a un metro de
distancia y con un cobertor incluido (que
ayuda a reflejar la luz hacia el suelo)
tendrá una iluminación de no más de 32
lux a 1m de altura entre la lámpara y la
superficie. Compare este valor con la
norma, sopesando pros y contras, la
opción de las lámparas de 11 wats sigue
firme.
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 63
22) A qué altura se debe colocar la
lámpara paraqué ilumine de forma
adecuada el área de cobertura?
La lámpara puede instalarse a una altura
comprendida entre 2 a 2.5 metros de
altura, en el grafico siguiente se muestra
el nivel de iluminación proporcionada por
cada lámpara a varias distancias a partir
del centro de iluminación, para lámparas
con y sin cobertor. La altura entre la
lámpara y el luxómetro es de 2 metros.
Aplique su mejor criterio al momento de
efectuar la instalación, no hay reglas fijas
dependen de la aplicación, por ejemplo
para poder leer o estudiar, escoja el
ambiente apropiado e instale la lámpara lo
más próximo posible a la superficie de
trabajo, de manera tal que no haya riesgo
de daño a la lámpara.
¿El tubo de la lámpara podría ser de
forma helicoidal? (el tubo recto queda
expuesto a golpes, si el techo de la
habitación es muy bajo)
La forma del tubo de la lámpara está en
función de la potencia y modelo, en
cualquier caso es necesario proteger la
lámpara de golpes. En lugares donde no
se requiera mucha iluminación se sugiere
utilizar lámparas de menor potencia
(menor tamaño).
23) ¿Por qué las lámparas de luz
clara atraen más mosquitos que las de
color amarillo?
Las lámparas de luz clara, emiten mayor
cantidad de radiaciones ultravioleta que
las de color amarillo. El fenómeno por el
que varios organismos responden a la luz
es conocido como foto taxis y se les llama
insectos fotopositivos. La ciencia no tiene
una respuesta que se considere definitiva,
pero por los estudios que se han hecho se
cree que la razón es para calentarse,
porque como son de sangre fría requieren
de calor para vivir. La mayoría de los
insectos que son atraídos por la luz suelen
ser de las especies denominadas
nocturnas; a estos insectos se les conoce
como "fotopositivo".
Son más sensibles a ciertas longitudes de
onda de la luz, por ejemplo la ultravioleta,
mientras que no responden a otras. La
región del espectro del ultravioleta
cercano (310 a 380 nm de longitud de
onda) es la que mayor atracción produce
a una amplia gama de especies de
insectos.
24) ¿Qué riesgos corre la salud de
las personas cuando el tubo
fluorescente se rompe y emanan
gases de la lámpara?
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5
Ilum
inac
ión
LUX
[lum
en/m
2]
Distancia en metros del centro de la lámpara
Nivel de iIuminación de lámparas CFL de PHOCOS de 5W, 7W, 11W y 15W(lámpara a 2 metros de la superficie de medición)
CFL 15 W C/cobertor
CFL 15 W S/Cobertor
CFL 11 W C/cobertor
CFL 11 W S/Cobertor
CFL 7 W C/cobertor
CFL 7 W S/Cobertor
CFL 5 W C/cobertor
CFL 5 W S/Cobertor
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 64
Cuando los tubos de las lámparas
fluorescentes se rompen, liberan de su
interior, vapores de mercurio, mezclados
con argón, altamente tóxicos. Los vapores
de mercurio son muy peligrosos y
virtualmente imperceptibles, por tanto
cuando se produce la ruptura del tubo
todas las personas deben alejarse de
inmediato, a 10 m de distancia o más
hasta que se disipen los gases por
completo una aproximadamente (este
tiempo depende de las condiciones de
ventilación y otros factores).
Evite respirar el polvo, el vapor, la niebla o
el gas de mercurio. Evite el contacto con
los ojos, la piel, y la ropa. Si usted cree
que ha sido expuesto directamente al
mercurio metálico, lávese bien después de
haber manejado esta sustancia. Quítese
la ropa contaminada y lávela
normalmente. Luego proceda a retirar los
pedazos con guantes.
25) Ha contemplado PHOCOS algún
plan de recuperación y reciclado de
lámparas y componentes electrónicos
dañados (reciclaje electrónico)?
Creemos que es una responsabilidad
conjunta el encontrar algunas alternativas
prácticas, estamos en la predisposición de
generar algunas acciones en base a
necesidades que se vayan presentando.
Pero también es bueno recordar que el
volumen de desechos en el área solar es
considerablemente muy inferior al de otros
tipos de energía. Pero de igual manera,
esto no exime de nuestra responsabilidad
y compromiso con el medio ambiente.
26) ¿Cuáles son los niveles de
Mercurio que contienen las lámparas
compactas CFL y cuál es su efecto en
la contaminación ambiental?
Los tubos fluorescentes convencionales
contienen entre 15 y 25 mg de esta
sustancia, mientras que las lámparas CFL
de bajo consumo contienen una cantidad
menor, entre 1.4mg a 2.4mg de mercurio.
La Asociación nacional de fabricantes
eléctricos norteamericana (NEMA)
estipula un contenido máximo de 5 mg por
lámpara. Según la EPA norteamericana
hay varias fábricas que están por los 2,5 y
hasta 1,4 mg de mercurio en sus CFL.
En lo referente a la liberación de mercurio
al medio ambiente, hay que tener en
cuenta que la generación de electricidad
libera a su vez apreciables cantidades de
este metal a la atmósfera. Dado que las
lámparas fluorescentes compactas
consumen mucha menos energía, el
efecto global a este respecto es positivo.
Esto es debido a que la producción de una
lámpara incandescente puede requerir la
liberación al ambiente de 10mg de
mercurio, mientras que la fluorescente
requiere la liberación de 2.4mg, lo cual
implica beneficios para el ambiente. En el
caso de que la bombilla fluorescente se
haya roto, o no se haya reciclado, esta
ventaja se mantendría, pues se estarían
agregando 5mg a los 2.4mg, lo cual da
una suma de 7.4mg, que es menor a los
10 mg producidos al fabricar una lámpara
incandescente de capacidad luminosa
equivalente.
27) ¿Cuál es la mejor forma de
desechar estas lámparas?
Las lámparas fluorescentes son seguras
para usarse en hogares, sin embargo, se
debe tener precauciones en el momento
de instalación:
- Sujetar por la base, no por los
tubos, ya que éstos son muy
frágiles y pueden romperse.
s
Anexo 1: Preguntas frecuentes lámparas Fluorescentes compactas CFL 65
- Cuando una lámpara fluorescente
se rompe, despeje el ambiente y
airéelo. Sera necesario usar
guantes para recoger los residuos.,
se debe evitar usar las manos sin
protección.
- No aspirar los residuos de una
lámpara o tubo fluorescente que se
ha roto.
- Ventilar el área donde se rompió la
lámpara por una hora.
- Colocar los residuos en una bolsa
y sellar.
- Depositar la bolsa sellada en la
basura, junto con residuos
inorgánicos.
28) ¿Qué beneficios ofrece al medio
ambiente las lámparas CFL de
phocos?
Al ser una lámpara de larga vida útil, si la
comparamos con otras de baja calidad
cuya duración no es mayor a 1 mes,
podemos afirmar que una lámpara
PHOCOS puede ser 50 hasta 100 veces
menos contaminante, asumiendo que los
niveles de mercurio en ambas lámparas
sean los mismos valores, mientras más
dure una lámpara, menos contamina.
29) ¿Qué podemos hacer con las
luminarias que cumplen con su ciclo
de vida?
Una lámpara que ya cumplió su ciclo de
vida útil debe ser sellada en plástico
herméticamente cerrado; no deberá
desecharse con la basura domiciliaria, por
el contenido de mercurio, se deben llevar
un centro de reciclado que acepte CFL.
30) ¿Con que certificaciones
cuentan las lámparas CFL de Phocos?
Las lámparas CFL de Phocos cuentan con
las siguientes certificaciones:
a. Instituto Fraunhofer de Alemania
b. Instituto de Energía Solar de la
Universidad Complutense de
Madrid España.
c. Declaraciones de Conformidad CE,
que cumplen con las siguientes
normas:
- EN55015:2009
- EN61547:2001
s
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara 66
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara
1) ¿Qué es un Pico Sistema?
El concepto PICO es una nueva corriente mundial de sistemas fotovoltaicos, que busca sistemas de menor potencia para hallar soluciones de bajo costo para beneficiar a una mayor cantidad de personas que actualmente no pueden acceder a sistemas de iluminación modernos.
La propuesta básica de PHOCOS, es la Pico Lámpara (modelo ISL120, de 120 lúmenes), en base a la Pico puede configurar fácilmente un pico sistema, por ejemplo con 3 lámparas, un panel de 10 WP, kit para recargar celular o activar una pequeña radio, como en el esquema a la derecha.
2) Sobre la aceptación de las Pico lámparas y los Pico Sistemas. ¿Cuál es el grado de satisfacción de los usuarios?
Ya tenemos varios miles de Pico lámparas operando en Latinoamérica y vemos un elevado grado de satisfacción. También sabemos que la aspiración de los usuarios es tener mayor disponibilidad de energía, debemos comprender que esta solución es solo un paso inicial a la solución final al problema de iluminación en áreas rurales asiladas, pero es una solución inmediata. Se puede empezar con una Pico lámpara y un panel de 3 WP. E ir añadiendo más lámparas o accesorios según surjan más
necesidades, claro que también habrá que incrementar la potencia del panel, por regla general por cada Pico en un sistema, requerirá 3 WP en panel.
3) ¿Qué características especiales tiene la Pico que la diferencia de otros productos muy parecidos, por ejemplo las linternas portátiles a pilas?
La Pico brinda una alta calidad de iluminación, en la mayor potencia de luz ofrece 120 lúmenes. Sus baterías recargables pueden ser recargadas desde un panel solar de 3 WP o mayor, también desde corriente alterna de 110 ó 220 V o fuentes de 12 V DC que estén disponibles. Con un panel de 3 WP, en un día de sol pleno se conseguirá tener las baterías 100% cargadas. Empleando paneles más grandes o el cargador de AC, es posible tener las baterías cargadas en unas 3 horas.
.
Otra ventaja notoria es que no tiene partes móviles propensas a dañarse. El interruptor utiliza sensores táctiles para encender, apagar y regular la intensidad de luz.
No menos importante, la protección IP 65 de la Pico la hace resistente a la humedad y el polvo; y su carcasa robusta complementa la protección para lugares donde se requieren estas características de trabajo. Si por accidente cae al agua no sufrirá daño alguno, pero recomendamos evitar estas situaciones. Pero si contrario a todas las expectativas entrara agua al interior de la carcasa, simplemente abra el compartimiento de
s
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara 67
baterías, deje secar la lámpara por un par de días y estará lista para usar.
Estas características y su LED de larga vida (50.000 horas), le proporcionaran muchos años de una luz cálida y placentera allí donde usted la necesite.
4) Tengo mi Pico Lámpara y deseo cargar mi celular. ¿Cuánta energía tomara el celular de mi lámpara?
Con las baterías bien cargadas, la Pico Lámpara recarga el celular en unas dos horas y media, y aun así habrá un 70% de energía en la lámpara para ser usada en iluminación, que equivale a unas 4 horas de luz en nivel alto, 10 horas en nivel medio y 30 horas en nivel bajo.
5) ¿Qué marcas de celulares es posible cargar con la Pico?
A través del accesorio disponible, la Pico Lámpara puede recargar teléfono celulares de las marcas: Nokia, Motorola, Sony Ericsson y otras compatibles con los conectores incluidos en el accesorio.
En caso de que su celular tenga un conector diferente a los disponibles, puede utilizar la interface USB que viene con su teléfono celular, también es posible conseguir localmente uno que se acomode a su celular.
6) ¿Puedo tener luz y cargar el celular al mismo tiempo?
Claro que sí. La Pico Lámpara está diseñada para proporcionar luz mientras usted recarga su celular u otro dispositivo.
7) ¿Puedo cargar cualquier tipo de celular con la Pico Lámpara?
El puerto USB de la lámpara tiene un voltaje de salida de 5 V. Algunos modelos de celulares requieren 6 V para iniciar el ciclo de carga, en este caso habrá una recarga incompleta o dificultades para cargar. Sin embargo la mayoría de los celulares son compatibles.
No hay ningún problema para recargar desde la Pico teléfonos Blackberry o Iphone.
8) Cuando la batería de la Pico Lámpara tiene poca energía. ¿Qué puede ocurrir si quiero cargar mi celular?
No recomendamos tratar de recargar su celular cuando el nivel de energía de la batería de la lámpara es bajo.
En esta circunstancia la Pico deja de cargar el celular. En raras ocasiones es posible que la luz entre en un ciclo de oscilación de encendido y apagado al conectar el celular a la lámpara. También puede haber problemas si la lámpara no tiene suficiente energía y la batería del celular es de muy alta capacidad.
Por estos posibles problemas se aconseja que para cargar un teléfono celular, las baterías de la Pico estén completamente cargadas o recargar el celular mientras la lámpara también está cargando.
9) ¿Cuánto de potencia consume la Pico Lámpara?
Estando encendida con el nivel de iluminación más alto, el consumo total es menor a 2 wat. La intensidad lumínica de la lámpara es de 120 lúmenes, si bien esta cantidad no parece mucha, la percepción por parte de casi todos los usuarios nos muestra que ofrece un nivel de confort razonablemente bueno, cubriendo las expectativas al respecto.
10) ¿Con que frecuencia se debe cambiar las baterías?
Las 4 baterías AA que lleva la lámpara, deben ser reemplazadas después de un uso continuo entre año y medio y 2 años (500 ciclos de carga y descarga). Recomendamos reemplazar con baterías originales PHOCOS, en caso de optar por otra marca asegúrese que la calidad y características sean similares. No efectúe cambios parciales, cambie todas las baterías para conservar la máxima capacidad del sistema.
11) ¿Cómo saber si es tiempo de renovar baterías?
s
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara 68
El efecto más notorio es que la cantidad de horas en que la lámpara puede estar encendida es mucho menor que cuando las baterías estaban nuevas. Es normal que una batería pierda capacidad de almacenamiento y envejezca luego de un cierto tiempo de uso.
12) ¿Para qué sirve el sensor de temperatura del compartimiento de las baterías?
El sensor sirve para optimizar el proceso de carga, el algoritmo de control de carga de la Pico toma en cuenta la temperatura de las baterías.
13) La pico lámpara usa batería de NiMh (Níquel Metal-Hidro). ¿Porque no se pensó en usar las baterías convencionales de plomo acido selladas?
La experiencia ha demostrado que en casi todos los dispositivos que usan baterías de plomo acido selladas presentan daños en poco tiempo, existen muchas razones: deficiencias en el proceso de carga, uso extremo por parte del usuario descargando al batería en exceso lo que inevitablemente lleva a la sulfatación de la batería.
Otro factor importante es el tamaño y peso, las baterías acidas de plomo tienen una densidad de energía de alrededor de 40 Wh/Kg, y por sus características no es recomendable que se descargue debajo de un cierto límite lo que obliga a su sobre dimensionamiento.
Adicionalmente se podría presentar otro problema por la posición de reposo que asuma la batería, ya que el proceso químico de carga-descarga puede ser sensible a la posición de la batería, esto es crítico para dispositivos portátiles.
En el caso de la pico lámpara, al usar las baterías de NiMh (Níquel Metal-hidro) tiene las siguientes ventajas:
- Pueden descargarse profundamente sin riesgo para su vida útil.
- Livianas, la densidad de energía puede llegar hasta 120 Wh/Kg, la capacidad de la batería es apropiada para los requerimientos de energía ofrecidos.
- Larga vida útil (500 ciclos de carga y descarga)
14) ¿Si no voy a utilizar la Pico Lámpara por mucho tiempo que cuidados debo tener?
Aun estando apagada la lámpara hay una pequeña perdida de carga, por esto es necesaria una recarga periódica. Es aconsejable mantener las baterías siempre con carga, por esto recomendamos que si no usa la lámpara, haga una recarga cada mes.
Si no va a usar la Pico por periodos muy prolongados (varios meses), recomendamos que retire las baterías de la lámpara y las guarde separadas. Recargue las baterías 1 o 2 veces al año usando algún un cargador convencional de baterías de NiMh.
15) ¿Cómo debo cambiar las baterías?
La única herramienta que necesita es un destornillador de punta plana, siga los pasos del manual de usuario. Tome muy en cuenta que debe colocar tanto los cables, como el compartimiento de baterías en la misma posición en la que se encontraron, caso contrario puede tener dificultades al momento de volver a cerrar.
16) Para una lámpara con funcionamiento normal. ¿Cómo saber cuánta energía tiene la batería?
En la parte superior del mango de la lámpara cerca de los conectores USB y de energía, existe un LED indicador rojo que muestra el estado actual de carga de la batería a través de pulsos o parpadeos. Para mayor información sobre el significado de los parpadeos, por favor remitirse al manual de la Pico Lámpara incluido con el producto.
s
Anexo 2: Preguntas frecuentes Pico Lámpara 69
17) En la hoja de datos de la lámpara Pico vemos que para el proceso de carga de las baterías se usa un seguidor de máxima potencia MPPT, ¿Cómo trabaja?
El seguidor de máxima potencia MPPT permite optimizar la carga de las baterías, si se usa un panel solar la lámpara acondiciona sus características eléctricas para que el panel solar pueda entregar la máxima energía posible todo el tiempo.
18) ¿Cuántas PICO puedo conectar a un panel solar?
Muchas, depende básicamente del tamaño del panel solar, como regla general y valido para la mayoría de los países de América latina (5 horas-sol promedio), por cada lámpara usar un panel de 3 WP. Por ejemplo si disponemos de un panel solar de 20 WP, se pueden conectar entre 6 y 7 lámparas. Recuerde que las Pico al llevar internamente sus propias baterías, solo necesitan al panel solar u otra fuente de energía para recargar.
19) ¿Con que tipo de paneles se pueden recargar las PICO?
Lo más importante es tomar en cuenta que el voltaje de circuito abierto del panel no sea mayor a 25 voltios, caso contrario se dañara la electrónica de la lámpara y perderá la garantía. Un panel que trabaja en 12 voltios, tiene típicamente un voltaje de circuito abierto de 21 voltios. Si una lámpara se puede cargar con un panel de 3 Wp, que pasa si intento recargarla con un panel mucho más grande, digamos 200 WP.
La lámpara solo toma hasta 10 W durante el ciclo de carga. No existe riesgo de daño siempre que el voltaje de circuito abierto sea menor a 25 volts. Comparado con el
panel de 3 WP, el tiempo de recarga será menor.
20) ¿Puedo recargar las baterías de la lámpara desde un sistema fotovoltaico, que opere en 12 V existente?
Una virtud de la lámpara PICO, es que puede aprovechar la energía de los sistemas solares existentes, solo bastara tomar energía de 12 V del sistema fotovoltaico existente, es decir, no se requiere un panel adicional.
21) Si el límite de voltaje de carga es 25 V y tengo un sistema solar de 24 V, ¿puedo recargar la Pico en este sistema?
Evite hacer esto, dañara la electrónica de la lámpara. Si bien hemos mencionado que la lámpara pico puede ser energizada hasta con 25 V, los voltajes que se encuentran en los sistemas fotovoltaico de 24 superan fácilmente los 28 voltios y esto con toda seguridad va a dañar la lámpara. En un sistema solar de 24 voltios, el voltaje de circuito abierto de los paneles superaran los 40 V!!
s
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC 70
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC
1. Inventario energético:
Para poder dimensionar un sistema de energía solar es necesario conocer el tipo de
carga, su consumo de energía y el tiempo de uso. En la planilla a continuación liste
todos los artefactos eléctricos que instalará, con el consumo y tiempo de uso diario:
CALCULO DE CONSUMO
Carga Detalle de Carga
Consumo
Nominal
[W]
Cantida
d
Uso
[h/día]
Consumo
[W h/día]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
DEMANDA TOTAL [W h/día] (A)
s
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC 71
2. Dimensionamiento de panel solar y banco de baterías:
Dimensionamiento
1 Demanda de energía / Energía requerida [W h/día] = (A)
2 Consideración de Perdidas(30% SFV) [W h/día]
a = (1) / 0.30
3 Número de horas de Sol [h] b
4 Tamaño del Panel Solar [Wp] = (2)/(3)
5 Tamaño de panel solar Normalizado [Wp]
(Escoja un tamaño de panel comercial próximo al valor del punto 4)
6 Tamaño Banco de baterías [Ah] = 2*(5) c
7 Banco de Baterías Normalizado [Ah]
(Escoja un tamaño de batería comercial próximo al valor del punto 6)
8 Voltaje del sistema [V]
9 Capacidad del controlador de carga [A] = (5) / (8)
10 Capacidad mínima del controlador de carga [A] = (9) / 0,70 d
11 Capacidad de controlador de carga comercial [A]
(Escoja un controlador de carga inmediatamente mayor al valor del punto 10) a En el 30% se encuentra las perdidas del acoplamiento del panel solar, el
controlador de carga, la batería y el cableado.
b Verifique cuidadosamente este valor tomando en cuenta que debe ser para una
estimación de 1000W/h m2 y de acuerdo a la época del año y posición geográfica.
s
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC 72
c Con la relación de dos por uno entre el Wp y los Ah de las baterías, es predecible
esperar una profundidad de descarga diaria del 10% en la batería, en base a su criterio técnico, usted podrá modificar este valor de acuerdo a circunstancias específicas.
d Se recomienda utilizar el controlador de carga máximo a un 70% de su capacidad
nominal, esto con el propósito de alargar la vida útil del controlador y evitar desconexión al operar muy próximo a su capacidad máxima.
3. Calculo del costo de instalación:
COSTO DE INSTALACION
Ítem Detalle Cantidad
Precio
Unitario
[$us]
Sub Total
[$us]
I Panel solar
II Controlador de carga
III Banco de baterías
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
s
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC 73
IV Total equipo
V Accesorios e instalación (20% de IV)
COSTO TOTAL
4. Tabla de selección de cable:
Sección del
conductor Corriente que circula por el conductor [A]
mm2 AWG 2 5 10 15 20 25 30 50 100
3,30 12 85 35 18 11 8 - - - -
5,27 10 130 56 29 18 13 11 - - -
8,35 8 220 90 45 30 22 17 15 - -
13,30 6 360 114 57 47 36 29 25 15 -
21,00 4 560 225 112 75 56 45 37 22 11
34,00 2 900 362 181 120 90 72 60 36 18
53,00 0 1500 600 300 200 150 120 100 60 30
s
Anexo 3: Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos (SFV) en 12 VDC 74
5. Mapa de radiación solar de Bolivia:
Radiación diaria: promedio anual
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 75
Anexo 4: Experiencias más allá de la red
Para iluminar el área rural. . . ¿Esperar 15 años?
En la ciudad de la Paz-Bolivia, se realizo
el Seminario “Perspectiva Internacional
sobre la Electrificación con Energías
Renovables” organizado por la
Universidad Católica Boliviana (UCB) y el
proyecto de cooperación entre
universidades de América Latina y Europa
(JELARE). También fue el escenario para
la presentación de la “Pico Lámpara
Solar”, una lámpara “multiuso” cuyo costo
básico de 1 unidad con un panel solar de
3Wp está alrededor de 80 US$. Su
flexibilidad le permite la configuración de
un “Pico Sistema” completo para un
hogar, por ejemplo con 3 pico lámparas a
un costo muy accesible.
Este producto generó un debate y un
dilema sobre la urgencia de iluminar el
área rural (3.000.000 de personas en
Bolivia que carecen de luz eléctrica),
sobre todo las comunidades pobres y sin
recursos, viendo además la urgencia de
acortar los tiempos en los que las familias
puedan contar con mejores condiciones
de vida. El costo y la facilidad de
instalación (plug & play) de estos
novedosos pico “sistemas”, llaman mucho
la atención porque los sistemas
fotovoltaicos tradicionales tienen un costo
que fácilmente llegan a los 1000 dólares,
con instalación incluida. Además tienen el
inconveniente de su sostenibilidad, el
elemento más crítico es la batería (100Ah)
cuyo costo puede equivaler a un buen
porcentaje del costo de un pico sistema
con 3 lámparas.
La pregunta que generó el debate se
refería a si no era mejor invertir ahora en
el uso masivo de esta nueva tecnología y
hacer su entrega a mas de 600 mil
familias del área rural en Bolivia, llevando
luz a esa cantidad de hogares en tiempos
cortos o esperar la conclusión de los
planes estatales para integrar a esos
sectores rurales a la red eléctrica principal
y otros proyectos hasta el año 2025, es
decir, en 15 años más.
Los “Pico Sistemas” fueron presentados
por el Ingeniero Ronald Cavero, Gerente
de PHOCOS LATÍN AMÉRICA,
subsidiaria de la empresa alemana del
mismo nombre. Se presentó este producto
en su exposición denominada “Nuevas
tendencias tecnológicas orientadas a la
masificación de sistemas fotovoltaicos”.
El nuevo sistema o alternativa energética
y lumínica incluye un panel solar pequeño
que alimenta tres lámparas, que al tener
cada una sus propias baterías (4 baterías
AA recargables de NiMh, 2100 mAh)
pueden funcionar totalmente
independientes, pudiendo ser trasladadas
de un lugar a otro o ser instaladas de
forma fija a criterio del usuario.
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 76
Las Pico lámparas permiten cargar
además celular y alimentar una radio, sin
perder poder lumínico; además se puede
graduar la intensidad de la luz a
requerimiento del usuario lo que garantiza
mayor duración al interior de un hogar.
Cabe aclarar que este nuevo producto no
pone punto final al tema de la falta de
energía y luz en el área rural, pero es el
primer paso a la solución de este
problema, la introducción y desarrollo de
nuevas tecnologías más accesibles a la
economía de los usuarios y por tanto más
sostenibles.
El dilema continúa: … ¿Empezar ahora
con algo o esperar muchos años por una
solución definitiva?
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 77
PICO lámparas ayudan a mejorar la producción de Quinua
La agricultura es la principal actividad
en la comunidad de Condo K situada
en la provincia Sebastián Pagador del
departamento de Oruro en Bolivia. El
cultivo mas difundido en la comunidad
es la quinua real destinada a la
exportación. Los agricultores viven en
la población que cuenta con red
eléctrica, pero las áreas de cultivo no
están provistas de electricidad.
La quinua para exportación debe
proceder de cultivos orgánicos, es
decir, no puede cultivarse con abonos
y/o pesticidas químicos. La principal
amenaza al cultivo proviene de
insectos y el más importante de estos
es la mariposa nocturna. Para
controlar esta plaga los agricultores
utilizan trampas de luz que consisten
en una fuente de luz que debe estar
encendida toda la noche para ser
efectiva y un recipiente situado debajo
con una solución con un insecticida
adecuado.
Aunque el sistema es muy simple, la
debilidad principal es la fuente de luz.
Inicialmente los agricultores utilizaban
linternas convencionales, que por su
diseño no son durables, el tiempo de
iluminación es limitado y gasto de
funcionamiento elevado debido al
cambio de baterías.
Durante la búsqueda constante de
nuevas alternativas para su sistema de
control de plagas, encontraron en la
Pico lámpara de Phocos una solución
que les permite reducir sus costos, el
impacto ambiental y con la ventaja
adicional, que también pueden usar la
lámpara en sus hogares.
El contacto se hizo a través del
Proyecto de Alianzas Rurales
perteneciente a la Fundación Valles,
institución que trabaja apoyando al
desarrollo tecnológico agropecuario.
Las lámparas se entregaron el pasado
mes de junio de 2011 en presencia de
autoridades locales, se realizo también
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 78
la capacitación sobre el uso de la
lámpara. Lo que más llamo la atención
de los usuarios es la facilidad de
instalación, contraria a los sistemas
fotovoltaicos convencionales que
requieren técnicos especializados.
Estos son algunos comentarios de los
pobladores de Condo K: “Me ha
gustado la lámpara y por eso yo
también quiero. La voy a usar para
la quinua, el manejo es fácil”
(Celestina Condori).
“Sirve también para iluminar la casa,
porque ahora yo no tengo
electricidad, y es conveniente para
no usar más mecheros y velas”
(Miguelina López).
“Me ha gustado, por eso quiero
comprar más lámparas, yo vivo en
una zona alejada, ya tengo panel y
como la batería ya no esta
funcionando puedo usar el panel
con las lámparas, por eso estoy
muy contento y satisfecho, servirá
para estar con mi familia, para ir a la
producción. Es fácil de manejar, la
usaremos en el sembradío de
quinua para las trampa de luz”
(Víctor Marze).
La Pico lámpara, tuvo una gran
acogida entre los pobladores de
Condo K, por los beneficios que
aporta, en el caso particular de esta
población, inicialmente se pensó en
dar solución a un problema en la
producción de quinua y como
resultado no solo se arreglo esta
situación, sino que las lámparas
también mejoraran la calidad de vida
de las familias de los usuarios al
proveerles de una luz cálida y
duradera libre de humo y
contaminación. Con las mejoras
constantes a la tecnología fotovoltaica
y el desarrollo de nuevos productos,
más versátiles y sencillos de usar,
como la Pico lámpara de Phocos, hace
que la confianza en los sistemas
solares se vea rejuvenecida.
Es necesario reforzar la difusión de
estas nuevas alternativas para que
más familias salgan de la triste
realidad de velas y mecheros.
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 79
Productores de Castaña ahora usan Pico Lámparas de PHOCOS
En la región noreste de Bolivia se
encuentra concentrada la producción
de castaña (almendra), que tiene una
gran demanda en el mercado
internacional. La Empresa Boliviana de
Almendra y derivados (EBA) es la
encargada de realizar todo el
procesamiento de la castaña desde el
acopio hasta la exportación.
Las plantaciones de castaña
generalmente se encuentra en lo
profundo de la selva, y las familias que
recolectan el fruto viven en
condiciones precarias el tiempo que
dura la cosecha (tres o cuatro meses
al año), usan para iluminación velas,
mecheros, linternas que les ocasionan
un gasto elevado, además de los
efectos sobre la salud y el medio
ambiente propias de estas formas de
iluminación.
“El primero que tuvo la iniciativa de
comprar lámparas fue uno de los
trabajadores en un viaje que hizo,
se dio el trabajo de buscar una
tecnología que nos ayudara y
encontró la Pico Lámpara, vimos
que era una solución al problema de
la falta de luz”, dijo Erlan Gamarra
gerente de EBA.
La empresa EBA dispone de una red
de centros de acopio cerca de las
zonas de recolección, parte del trabajo
administrativo se realiza duran te la
noche (actualización de registros, etc.)
Y para mejorar las condiciones
s
Anexo 4: Experiencias más allá de la red 80
laborales doto de PICO lámparas a
sus centros de acopio. El gerente de
EBA además comento que
disminuyeron los gastos en
combustible, pilas y velas para
iluminación en los centros de acopio, y
que la Pico Lámpara puede pagarse
en menos de un año con este “ahorro”.
Para mejorar las condiciones de vida y
trabajo de las familias que recolectan
castaña y preservar el medio ambiente
EBA está analizando la manera de
resolver el problema de la falta de
iluminación con Pico Lámparas, en
palabras del Sr. Gamarra: ”Como
sector castaña estamos viendo la
posibilidad de dotar a todos los
zafreros, ellos por ejemplo llevan su
linterna, su radio y además una gran
cantidad de pilas, es ahí donde
entra nuestra responsabilidad social
como empresa EBA para tratar de
evitar el uso de pilas, porque
quedan regadas por todo el bosque
y están contaminando nuestras
aguas, queremos evitar eso”.
En sus comentarios finales además
menciono que la Pico lámpara es una
solución al problema ambiental y que
también puede servir a las familias de
las áreas periurbanas de las
poblaciones de la Amazonia, porque la
energía eléctrica en esa zona es muy
costosa y les ayudaría en reducir sus
gastos. Sugirió del mismo modo
socializar esta nueva alternativa de
iluminación en instancias del gobierno
(gobernación, municipios, etc.) Así
como en las asociaciones de
campesinos.