Antes de empezar

Un recorrido del recurso a la fabricación

El libro reúne fundamentos, servicio energético, equipos y fabricación. Los parques solares se estudian por producción y emplazamiento; las instalaciones aisladas, por autonomía; el alumbrado, por horario y suministro; los seguidores, por captación y mecánica; las turbinas, por caudal y salto. Reguladores, inversores y controles enlazan esos recursos con las cargas. Las fotografías muestran etapas reales de desarrollo y las fichas concretas se distinguen de los principios generales.

La edición extensa añade una parte de catorce capítulos de equipos Solener, lecturas técnicas comentadas del manual original y nuevos dibujos. El lector puede seguir el recorrido general y volver después al equipo o aplicación que necesita estudiar. La documentación de archivo se identifica junto a su comentario para conservar el contexto de cada versión.

Una casa necesita luz, agua caliente y una temperatura agradable. Un cultivo puede necesitar agua de riego lejos de la red eléctrica. Aunque ambos aprovechen el sol, no requieren la misma instalación. Este libro parte de esas necesidades y explica cómo convertir los recursos disponibles en servicios útiles, con cuentas que el lector puede repetir.

El recorrido empieza por las unidades y el ahorro de energía. Después se ocupa del calor, la electricidad y el almacenamiento. La fotovoltaica recibe más espacio porque es el núcleo de los apuntes de Solener; junto a ella se estudian la eólica, la solar térmica, las bombas de calor, la hidráulica y los combustibles de origen biológico. Los proyectos del final reúnen estas ideas en una vivienda, un sistema de bombeo y una instalación de agua caliente.

El libro utiliza redacción e ilustraciones nuevas. Los materiales Plansolener, el curso de Jaén, el guion de siete módulos, las prácticas, el archivo energia_solar_varios y los manuales de Luque y Hegedus y de Kalogirou sirven como referencias de contenido y profundidad. Los datos de mercado, ayudas y requisitos históricos se identifican como tales; la actualización se apoya en fuentes oficiales consultadas el 17 de septiembre de 2026. No se reproduce la composición ni se traducen capítulos completos de los manuales.

Cómo estudiar este libro

Los capítulos 1 a 3 construyen una base sobre energía, tecnologías y demanda. Los capítulos 4 a 8 introducen calor y otros recursos, almacenamiento y redes. Los capítulos 9 a 33 desarrollan electricidad solar, equipos, aplicaciones y decisiones de proyecto. Los capítulos 34 a 41 conservan y amplían el guion práctico del curso. Los capítulos 42 a 48 profundizan en física, tecnologías actuales, estimaciones solares, balances temporales y proyectos integradores.

Para electricidad solar, comience por los capítulos 1, 2, 10 y 11. Para agua caliente, utilice 4, 5 y 46; para vivienda, 3, 8, 45, 47 y 48. El guion enlaza los siete módulos originales con esta edición.

Los ejemplos permiten seguir las operaciones paso a paso. Al terminar, conviene repetirlos cambiando un dato y observar qué ocurre. Las fórmulas, las fichas de trabajo y las soluciones de los ejercicios están reunidas en los anexos. El capítulo 49 incorpora los precios consultados para esta edición y explica cómo utilizarlos en una comparación económica.

Datos, ejemplos y alcance

Los ejemplos utilizan hipótesis didácticas salvo que se indique una fuente. Para un proyecto real se sustituyen por datos del emplazamiento, demanda y equipos, con sus verificaciones. Las figuras explican principios y no son planos de obra.

Los cálculos distinguen electricidad y calor, energía nominal y utilizable, entrada y salida, año e intervalo. Las prácticas utilizan bancos adecuados; la intervención en instalaciones requiere medios y competencia acordes con la tarea.

1. Energía, potencia y servicios útiles

Empezar por lo que necesitamos

Necesitamos luz para leer, agua a una temperatura adecuada, un motor que mueva una bomba o una habitación confortable. La energía es el medio que permite prestar esos servicios. Describir primero el servicio evita un error frecuente: comprar una tecnología y después intentar encontrarle utilidad. Una vivienda que necesita agua caliente y una explotación que necesita bombear agua pueden tener consumos eléctricos parecidos y requerir soluciones completamente diferentes.

La energía se conserva, pero cambia de forma y se dispersa. Una resistencia convierte electricidad en calor; un motor convierte parte de la electricidad en trabajo mecánico; un generador convierte trabajo mecánico en electricidad. En cada transformación hay energía que deja de ser útil para el propósito elegido. Esa energía no desaparece: puede terminar calentando equipos, conductores o el ambiente.

La potencia indica la rapidez de una transferencia de energía. Un kilovatio hora es la energía asociada a un kilovatio durante una hora. El kilovatio hora no es un kilovatio por hora. Para una potencia constante, E = P × t. Para una potencia variable se suman intervalos o se integra la curva. La factura suele expresar energía; la potencia contratada o nominal expresa una capacidad de entrega instantánea.

Recurso, fuente, vector y almacenamiento

El Sol, el viento y el agua con desnivel son recursos energéticos. Un captador solar, un aerogenerador y una turbina hidráulica son tecnologías de conversión. La electricidad transporta energía y permite accionar muchos receptores; es un vector energético. El hidrógeno producido mediante electricidad también es un vector. Para conocer su origen hay que examinar cómo se ha obtenido.

Una batería almacena energía que recibió antes. Una central de bombeo hace algo parecido elevando agua. Ninguna de las dos crea energía: devuelve una parte de la recibida. En cambio, una central hidráulica alimentada por aportaciones naturales aprovecha la energía del ciclo del agua. Mezclar generación y almacenamiento hace que las estadísticas y los balances resulten engañosos.

Unidades y órdenes de magnitud

Un julio es una unidad de energía del Sistema Internacional. Un vatio equivale a un julio por segundo; 1 kWh equivale a 3,6 MJ. Los prefijos multiplican la unidad: kilo es mil, mega es un millón y giga es mil millones. Una vivienda puede consumir kWh al día; una instalación industrial puede consumir MWh; un sistema eléctrico nacional se describe a menudo en TWh.

Rendimiento y límites del sistema

El rendimiento es energía útil dividida por energía recibida, con un límite de medida definido. Si un motor recibe 1 kWh y entrega 0,85 kWh mecánicos, su rendimiento es 85 %. Si ese motor mueve una bomba, todavía faltan las pérdidas hidráulicas. No se debe presentar el rendimiento del motor como rendimiento completo del bombeo.

La comparación debe realizarse a igual servicio. Una lámpara de menor potencia puede iluminar mejor que otra si su eficacia y distribución luminosa son adecuadas. Una caldera y una bomba de calor no se comparan solo por potencia nominal: importan calor entregado, temperatura, consumo y funcionamiento estacional. La eficiencia reduce la energía necesaria antes de decidir cómo producirla.

2. El mapa de las energías renovables

Una familia con características diferentes

Las energías renovables aprovechan recursos que se reponen en escalas humanas, pero esa reposición no convierte en ilimitado cualquier aprovechamiento. El viento puede ser escaso en un valle; el caudal de un río disminuye en estiaje; la disponibilidad de biomasa depende de su producción y de los usos del territorio. El recurso y el emplazamiento condicionan la tecnología.

La energía solar fotovoltaica produce electricidad. La solar térmica proporciona calor a un fluido; la solar termoeléctrica utiliza calor de alta temperatura para generar electricidad. La eólica aprovecha el movimiento del aire. La hidráulica combina caudal y desnivel. La biomasa aporta energía química de materiales orgánicos. La geotermia utiliza el calor del terreno o de recursos profundos. Las tecnologías marinas aprovechan mareas, olas o corrientes, según su principio de funcionamiento.

Cómo interpretar la situación actual

IRENA publicó en 2026 estadísticas de capacidad renovable con datos hasta el cierre de 2025. Su resumen registra 692 GW de nueva capacidad renovable durante 2025 y atribuye a las renovables el 85,6 % de las adiciones mundiales de capacidad eléctrica de ese año. Son datos de potencia instalada, no porcentajes de electricidad efectivamente producida ni de toda la energía consumida.

La potencia instalada mide capacidad nominal; la generación mide energía en un periodo. Una instalación de 1 MW que entregase esa potencia durante 1.000 horas produciría 1.000 MWh. Si otra de la misma potencia produjese durante 4.000 horas equivalentes, su energía sería cuatro veces mayor. Comparar solamente MW no explica la cobertura de la demanda.

En España, Red Eléctrica comunicó para 2025 una cuota renovable de generación del 55,5 % en el alcance sin autoconsumo y del 56,6 % al incorporar su aportación estimada. La diferencia ilustra la importancia del límite estadístico. Son cifras de generación eléctrica, no de toda la energía final del país.

Variabilidad y capacidad de gestión

La producción solar cambia con día, estación, nubosidad y orientación. La eólica depende de velocidades, direcciones y condiciones del emplazamiento. Una central hidráulica con embalse puede desplazar parte de su producción en el tiempo, dentro de restricciones de agua y operación. Una central fluyente depende más directamente de las aportaciones. La biomasa puede almacenarse, pero tiene costes de suministro y límites ambientales.

Se llama factor de capacidad a la energía producida dividida por potencia nominal multiplicada por las horas del periodo. Es una medida de utilización energética, no el rendimiento del convertidor. Tampoco describe por sí solo la probabilidad de disponer de potencia en una hora crítica. Dos recursos variables pueden tener el mismo factor de capacidad y perfiles de producción muy diferentes.

Elegir sin recetas universales

Un buen estudio compara soluciones que cubren la misma necesidad y documenta superficie, accesos, recurso, mantenimiento, vida prevista, costes y restricciones. La mejor opción en una cubierta urbana puede diferir de la adecuada en una finca aislada. Un pequeño aerogenerador en una cubierta turbulenta no reproduce las condiciones de un parque eólico. Una caldera de biomasa exige logística y mantenimiento que no aparecen en una comparación basada solo en el combustible.

3. Reducir la demanda y aprovechar el clima

Medir antes de intervenir

Una auditoría sencilla comienza reuniendo facturas, horarios de uso, número de ocupantes, características del edificio y equipos. Después se separan servicios: iluminación, aparatos, climatización, agua caliente, bombeo y transporte. Una cifra anual oculta consumos permanentes, picos y necesidades de invierno. La medida por intervalos permite ver cuándo se utiliza la energía.

Un medidor de enchufe adecuado ayuda con algunos aparatos; los equipos cableados y las medidas en cuadros requieren instrumentación y procedimientos apropiados. En un frigorífico, medir cinco minutos no caracteriza los ciclos de compresor y desescarche. Para un equipo de climatización hay que relacionar consumo con temperatura exterior, consigna y ocupación. Anote siempre duración y condiciones de la medida.

Balance térmico de un edificio

Un edificio recibe calor por radiación solar, personas y equipos; lo pierde o gana por paredes, ventanas, cubierta y renovación de aire. En invierno conviene reducir pérdidas sin comprometer ventilación y calidad del aire. En verano se limita la entrada solar y se aprovecha la ventilación cuando las condiciones exteriores lo permiten. La misma ventana puede ser una ganancia útil en invierno y una fuente de sobrecalentamiento en verano.

La transmitancia U expresa el flujo térmico por superficie y diferencia de temperatura. En una aproximación estacionaria, P = U × A × ΔT. Este cálculo describe un componente; un edificio completo añade puentes térmicos, ventilación, ganancias y almacenamiento térmico. No equivale a una simulación anual.

Diseño pasivo con criterio local

Las estrategias pasivas aprovechan orientación, geometría, sombreado, aislamiento, estanqueidad y masa térmica. No requieren que todo el edificio tenga una única orientación ideal. Se estudia cada fachada, el uso de sus espacios y las sombras. Un alero que bloquea el Sol alto de verano puede permitir entrada del Sol bajo de invierno; las fachadas este y oeste presentan problemas distintos porque reciben radiación con ángulos bajos.

La masa térmica absorbe y libera calor; no elimina por sí misma la carga. Funciona mejor cuando existe una estrategia para descargarla o aprovecharla. La ventilación nocturna puede ser útil si el exterior está suficientemente fresco y si las condiciones de ruido, calidad del aire y seguridad lo permiten. Un edificio mal aislado no se corrige simplemente añadiendo equipos renovables.

Horarios y flexibilidad

Desplazar un consumo permite hacerlo coincidir con la generación solar, pero debe respetar su función. El bombeo hacia un depósito puede programarse durante horas solares si el almacenamiento de agua cubre el servicio. Un lavavajillas puede admitir cierto desplazamiento; una necesidad médica o una cadena de frío no. La flexibilidad se obtiene de procesos y reservas compatibles, no de apagar indiscriminadamente cargas.

Un presupuesto energético que se pueda revisar

Prepare una hoja con potencia medida, duración, energía y grado de certeza. Distinga un dato medido de uno tomado de etiqueta o estimado. Si hay incertidumbre, utilice escenarios. Una carga continua de 30 W supone 0,72 kWh al día; en un sistema aislado puede ser decisiva. Sustituirla por una carga de 10 W evita 0,48 kWh diarios antes de cualquier ampliación solar.

4. Calor y energía solar térmica

Temperatura y calor no son lo mismo

La temperatura describe un estado térmico; el calor es energía transferida por una diferencia de temperatura. Un pequeño recipiente puede estar muy caliente y contener menos energía térmica aprovechable que un depósito grande templado. Para calentar una masa sin cambio de fase se utiliza Q = m × cp × ΔT. En el agua, una aproximación frecuente es cp = 4,18 kJ/(kg·K).

Una diferencia de 1 °C corresponde a una diferencia de 1 K. Para fórmulas que emplean temperatura absoluta hay que convertir: T(K) = T(°C) + 273,15. Por ejemplo, las expresiones de radiación térmica dependen de temperatura absoluta, mientras que el cálculo sencillo de calentamiento emplea una diferencia.

El calor se transmite por conducción a través de materiales, por convección entre superficies y fluidos, y por radiación electromagnética. Un captador combina los tres mecanismos: absorbe radiación, conduce calor hacia sus canales y lo transfiere al fluido. El aislamiento y la cubierta reducen pérdidas, pero no las eliminan. Los fundamentos se desarrollan en los capítulos 2 a 5 del manual de Kalogirou aportado.

Captación y almacenamiento

Un captador plano suele tener cubierta, absorbedor, canales, aislamiento y carcasa. La radiación absorbida eleva la temperatura del fluido. Un captador de tubos evacuados reduce ciertas pérdidas mediante vacío; su conveniencia depende del servicio, condiciones y producto. La eficiencia del captador cambia con irradiancia y temperatura de trabajo: no se debe utilizar una cifra única para todo el año.

Un sistema de termosifón aprovecha circulación natural por diferencias de densidad y necesita una configuración compatible con ese principio. Un sistema de circulación forzada utiliza una bomba y control. Puede existir un circuito primario con fluido de transferencia e intercambiador separado del agua sanitaria. La disposición protege el agua potable y permite gestionar condiciones de helada según el diseño.

Qué elementos hacen funcionar el conjunto

El depósito conserva calor para utilizarlo más tarde. El intercambiador transfiere energía sin mezclar los fluidos. La bomba vence la resistencia hidráulica y el regulador diferencial decide cuándo conviene circular. El vaso de expansión absorbe variaciones de volumen dentro de su diseño. Válvulas, purga, aislamiento y dispositivos de seguridad completan el sistema. Un dibujo de principio no define presiones ni selección de componentes.

En un depósito estratificado, el agua más caliente puede permanecer arriba y la más fría abajo. Esa organización ayuda a disponer de agua útil y a mantener una temperatura de retorno favorable al captador. Mezclar innecesariamente el depósito puede reducir esa ventaja. La circulación y los puntos de conexión se eligen atendiendo al fabricante y al esquema.

Un sistema necesita apoyo y control de extremos

La solar térmica no tiene por qué cubrir todas las necesidades en cualquier momento. Un sistema auxiliar garantiza el servicio cuando falta recurso. La fracción solar es el calor solar útil dividido por la demanda térmica definida durante un periodo. Debe indicarse si incluye pérdidas. Sobredimensionar para invierno puede producir excedentes y sobretemperaturas en verano.

La helada, la estagnación, la expansión del fluido, las quemaduras y la higiene del agua forman parte del diseño. No se resuelven manteniendo siempre la misma consigna ni usando cualquier anticongelante. En España deben revisarse el CTE DB-HE, el RITE y las disposiciones sanitarias que correspondan al tipo de instalación.

Más aplicaciones del calor solar

La energía solar térmica también puede precalentar agua de procesos, secar productos o aportar calor a climatización cuando temperaturas y demanda son compatibles. La refrigeración por absorción utiliza calor para accionar un ciclo específico; no equivale a un panel fotovoltaico alimentando un compresor. La desalación y el secado deben estudiar calidad del producto, agua o aire y consumo auxiliar, además del aporte solar. El manual de Kalogirou aporta un desarrollo amplio de esas aplicaciones.

En solar termoeléctrica de concentración, espejos dirigen radiación hacia un receptor. El calor puede transferirse a un ciclo de generación y, en determinados diseños, almacenarse térmicamente para desplazar producción. No es la misma conversión que la fotovoltaica; el recurso directo y las temperaturas tienen especial importancia.

5. Bombas de calor aerotermia y geotermia

Transportar calor

Una bomba de calor extrae calor de un foco y lo entrega a otro utilizando trabajo, normalmente eléctrico. Un circuito frigorífico contiene evaporador, compresor, condensador y dispositivo de expansión. En calefacción, el evaporador toma calor del foco y el condensador lo entrega al edificio. En equipos reversibles puede cambiar el sentido funcional para refrigerar.

El balance simplificado es Qentregado = Qextraído + W. Por eso el calor entregado puede superar la electricidad consumida sin violar la conservación de la energía. Si se aportan 1 kWh eléctricos y se extraen 3 kWh del ambiente, se entregan 4 kWh térmicos. El COP de calefacción es calor entregado dividido por electricidad consumida en las condiciones de medida.

Del ensayo al funcionamiento estacional

Un COP de catálogo corresponde a temperaturas y condiciones concretas. A lo largo del año cambian el clima, la temperatura de impulsión, las cargas parciales y los modos de funcionamiento. El rendimiento estacional relaciona calor total con consumo total dentro del periodo y del límite de medida. Debe aclararse si incluye bombas, controles, resistencias auxiliares y producción de agua caliente.

Una temperatura de suministro más alta suele exigir mayor diferencia térmica al equipo. Por eso importa la compatibilidad con radiadores, suelo radiante, ventiloconvectores o aire impulsado. No se presupone que todos los emisores existentes sean adecuados: se calcula la carga de cada estancia y la potencia que pueden entregar a las nuevas condiciones. También se revisan caudales, regulación y pérdidas de distribución.

Aerotermia y terreno

Un equipo aire-agua intercambia calor con el aire exterior y lo entrega a un circuito de agua. El aire exterior varía con el clima, y pueden intervenir desescarche y apoyos. Deben examinarse ruido, emplazamiento de la unidad exterior, condensados y comportamiento en las condiciones de proyecto.

Una bomba de calor geotérmica de baja temperatura utiliza un intercambiador enterrado o una captación de agua compatible con el recurso y los permisos. Un circuito cerrado puede ser horizontal o vertical; intercambia calor sin extraer necesariamente agua subterránea. El terreno no es una reserva infinita: conductividad, geometría, cargas y balance a largo plazo condicionan el campo. Esto se distingue de una central geotérmica que utiliza recursos profundos de temperatura suficiente para producir electricidad.

Integración con electricidad solar

La fotovoltaica puede alimentar parte del consumo de la bomba de calor, pero la coincidencia debe comprobarse. La calefacción suele necesitar energía en periodos de menor recurso solar. Un depósito o la inercia del edificio pueden desplazar una parte del funcionamiento; la utilidad depende de pérdidas, temperaturas y confort. Una batería eléctrica y un depósito térmico ofrecen servicios diferentes.

La comparación con una caldera se hace por calor útil entregado. Para una caldera, combustible requerido = calor útil / rendimiento. Para una bomba de calor, electricidad requerida = calor útil / rendimiento estacional. Después se introducen precios y costes de mantenimiento reales. El capítulo 48 desarrolla una comparación económica reproducible.

6. Hidráulica y energías del mar

Caudal y altura trabajan juntos

Una turbina hidráulica convierte energía del agua en trabajo mecánico y un generador lo transforma en electricidad. La potencia ideal asociada a un caudal Q y salto H es P = ρ × g × Q × H. Para potencia eléctrica se multiplica por el rendimiento global η. Con Q en m³/s, H en m y densidad en kg/m³, el resultado es W.

El salto bruto es una diferencia de cotas. El salto neto disponible en la turbina descuenta pérdidas hidráulicas de la conducción y otras condiciones del sistema. El caudal del río tampoco es igual al caudal disponible para generación: intervienen autorizaciones, caudal ecológico, otros usos y capacidad del aprovechamiento. Una medida tomada durante una crecida no caracteriza el recurso anual.

Aprovechamientos fluyentes y con almacenamiento

Un aprovechamiento fluyente desvía o utiliza parte de la corriente y devuelve el agua después de pasar por la turbina. Puede tener poca capacidad para desplazar producción entre periodos. Un embalse permite gestionar parte del agua, pero la operación debe respetar otros servicios y condiciones. La elección de turbina depende de caudal, salto y variación: no se selecciona por potencia solamente.

La hidráulica puede aprovechar conducciones y estructuras existentes cuando las condiciones lo permiten. Eso no elimina el estudio de seguridad, sedimentos, mantenimiento, paso de fauna y efectos aguas abajo. Una instalación pequeña también puede producir impactos locales significativos. Un generador conectado a red necesita requisitos eléctricos y de operación, además del sistema hidráulico.

Bombeo: guardar energía elevando agua

El almacenamiento por bombeo utiliza electricidad para mover agua a una cota superior y después recupera parte de esa energía mediante turbina. La energía potencial ideal es E = ρ × g × V × H. El rendimiento de ida y vuelta incluye bombeo, generación y pérdidas; es menor que uno. Una central de bombeo pura es almacenamiento, aunque sus máquinas generen electricidad durante la descarga.

El mar ofrece recursos distintos

Las mareas permiten aprovechar diferencias periódicas de nivel o corrientes; las olas transmiten energía asociada al oleaje. Las tecnologías no son intercambiables y dependen de batimetría, oleaje, corrientes, corrosión, accesibilidad y conexión. Una ventaja de previsibilidad de mareas no significa producción constante. La energía de las olas puede variar considerablemente con el estado del mar.

En un libro de iniciación conviene reconocer esos principios sin trasladar automáticamente costes o rendimientos de prototipos a instalaciones comerciales. Para estudiar un proyecto concreto se consultan datos del emplazamiento, experiencia operativa de la tecnología y evaluación ambiental. En comparación con una instalación sobre cubierta, el acceso y el mantenimiento marino introducen dificultades adicionales.

Reconstruir una turbina: del hallazgo al equipo verificable

La turbina antigua de la lámina 62 abre una tarea de ingeniería inversa. El primer resultado es un inventario: carcasa, partes móviles, ejes, apoyos, uniones y mecanismos que sobreviven. Cada pieza conserva medidas, estado y relación con el conjunto. Limpiar y desmontar ayuda a observar, pero no sustituye medir.

La reconstrucción separa geometría recuperable y prestaciones desconocidas. Un diámetro visible no entrega una curva de rendimiento. Para proponer un aprovechamiento se necesita caudal, salto neto, régimen de giro, materiales y condiciones de operación. Los valores hidráulicos se relacionan con velocidad, cavitación cuando corresponda, pérdidas y límites mecánicos.

La posterior fabricación transforma el estudio en planos, tolerancias, selección de materiales, proceso y comprobaciones. Se comparan alternativas de reparación y sustitución. Los ensayos del prototipo registran caudal, presiones, velocidad y potencia con límites de medida definidos. El libro no presenta esas prestaciones como medidas mientras no exista un registro.

La serie fotográfica se lee como un proceso de reconstrucción, y se diferencia de las piezas de seguidores solares que antes estaban situadas en este tema. Esa separación permite estudiar hidráulica sin adjudicar a una corona de orientación la función de un rodete.

7. Biomasa, biogás e hidrógeno

Materiales orgánicos y servicios energéticos

La biomasa reúne materiales orgánicos de origen reciente, como residuos agrícolas, forestales y determinadas corrientes de residuos. Puede convertirse en calor, electricidad o combustibles. La combustión aprovecha su energía química; la gasificación produce un gas mediante conversión termoquímica; la digestión anaerobia utiliza procesos biológicos para obtener biogás. Cada vía necesita materias primas y condiciones distintas.

Para una caldera interesa la calidad del combustible, humedad, poder calorífico, suministro y mantenimiento. El poder calorífico expresa energía por masa o volumen; no es energía útil entregada al edificio. El PCI no incluye la recuperación del calor de condensación del vapor de agua en las condiciones de referencia, mientras que el PCS sí. Una comparación debe utilizar bases coherentes.

Sostenibilidad y emisiones locales

Renovable no significa automáticamente neutro en carbono. El balance depende de origen, cambio de uso del suelo, regeneración, transformación, transporte y tiempos considerados. También importa qué otro uso podría tener la materia prima. La expansión de bioenergía debe valorar competencia con alimentos, biodiversidad y otros usos del territorio. Una evaluación de ciclo de vida explicita estas condiciones.

La combustión puede emitir partículas y otros contaminantes locales. Un proyecto necesita equipo adecuado, combustible compatible, evacuación de productos de combustión y mantenimiento. La gestión de cenizas, el almacenamiento y la reposición forman parte del servicio. La disponibilidad de combustible no demuestra que una instalación sea apropiada en cualquier entorno urbano.

Biogás y aprovechamiento conjunto

El biogás puede alimentar equipos de calor o cogeneración tras el tratamiento necesario. En cogeneración se aprovechan electricidad y calor de un mismo proceso. La suma solo es útil si existe demanda para ambos: producir calor que se disipa no equivale a aprovecharlo. Un cálculo debe distinguir composición del gas, energía del combustible, consumos auxiliares y productos de salida. La seguridad de gases y del proceso necesita equipos y procedimientos especializados.

Hidrógeno: un vector que debe producirse

Un electrolizador utiliza electricidad para separar agua en hidrógeno y oxígeno. La utilidad ambiental de esa vía depende de la electricidad y del sistema de producción. Después pueden necesitarse tratamiento, almacenamiento y transporte, con consumos adicionales. El hidrógeno puede utilizarse como materia prima o combustible; si se reconvierte en electricidad se incorpora otra etapa y otras pérdidas.

No debe confundirse la posibilidad de almacenar energía durante mucho tiempo con una eficiencia alta de ida y vuelta. Tampoco basta con una etiqueta de color para evaluar emisiones: conviene definir el proceso y los límites del análisis. En la electrificación de un servicio se compara primero la utilización directa con las rutas que incorporan conversiones intermedias.

Un banco de ensayo con hidrógeno

El hidrógeno producido por electrólisis puede almacenarse y convertirse de nuevo en electricidad en una pila de combustible. Un banco de ensayo reúne, en un mismo bastidor, el electrolizador, el depósito, las válvulas y reguladores de presión, la pila de combustible y su electrónica de control, junto con una batería de respaldo.

8. Almacenamiento, redes y flexibilidad

La hora importa

Un balance anual es necesario, pero no garantiza disponibilidad en cada instante. Una vivienda puede generar más electricidad de la que consume al año y seguir importando por la noche. Un sistema aislado puede tener excedentes en verano y déficit en invierno. La red, la gestión de demanda y el almacenamiento ayudan de formas distintas; su elección depende del servicio.

El almacenamiento se describe por energía, potencia, duración, eficiencia y condiciones de operación. Una batería de 10 kWh con potencia máxima de 2 kW no equivale a otra de 10 kWh que admite 5 kW. Si hay 8 kWh utilizables y se extraen 2 kW constantes, la duración ideal es 4 horas antes de considerar pérdidas y reservas adicionales.

Figura 9. Escalas de servicio y opciones de almacenamiento

Elegir la forma de guardar energía

Una batería electroquímica almacena energía para devolver electricidad. Un depósito de agua caliente almacena calor sensible. Un depósito elevado puede almacenar agua para un servicio de abastecimiento, incluso sin turbinarla después. El bombeo hidroeléctrico almacena energía potencial. Un combustible producido permite otra ruta de almacenamiento con conversiones adicionales.

Cuando el servicio final es térmico, conviene comparar almacenamiento térmico y eléctrico. Un depósito puede desplazar producción de agua caliente, pero tiene pérdidas y condiciones sanitarias. Cuando el servicio es bombeo, almacenar agua puede evitar parte de la necesidad de batería. La pregunta útil es qué servicio debe permanecer disponible y durante cuánto tiempo.

Balance de una batería por intervalos

Si se guarda energía en el depósito electroquímico, su estado cambia según la energía cargada y descargada. Con energía de entrada Eentrada y eficiencia de carga ηc, el incremento almacenado es Eentrada × ηc. Para entregar una energía Esalida en el lado de consumo, se extrae Esalida / ηd si ηd representa las pérdidas de descarga hasta ese lado. Nunca se deben contabilizar las mismas pérdidas dos veces.

Red y microrred

Una red conecta generación y consumos mediante infraestructuras y reglas de operación. Debe mantener tensión, frecuencia, calidad y capacidad de transporte. Una microrred agrupa recursos y cargas que pueden operar de manera coordinada y, si está diseñada para ello, separarse de una red mayor. Tener generación distribuida no garantiza capacidad de funcionar durante un apagón.

El funcionamiento aislado necesita una referencia eléctrica, control de potencia, protecciones y coordinación de fuentes. La transición y la reconexión son funciones concretas del sistema. Un inversor convencional de autoconsumo puede detenerse al faltar la red aunque haya Sol. La salida de respaldo de un equipo híbrido puede tener potencia y cargas autorizadas distintas de su conexión normal.

Gestión de demanda con prioridades

Clasifique las cargas en críticas, desplazables y prescindibles en una emergencia. Defina cuánto pueden desplazarse y qué reserva requieren. Una estrategia puede priorizar autoconsumo directo, cargar almacenamiento con excedentes previstos y reservar una parte para cargas críticas. La mejor regla depende de clima, precios, degradación y objetivo del sistema; no existe una consigna universal.

Para evaluar una estrategia, utilice perfiles temporales y registre energía útil, importaciones, excedentes, pérdidas y horas sin servicio. Reducir importaciones puede aumentar ciclos de batería; mantener reserva puede disminuir ahorro inmediato. Los criterios deben hacerse explícitos para poder comparar alternativas.

9. La energía solar y su aprovechamiento

Una fuente y varias tecnologías

La radiación solar llega a la Tierra como energía electromagnética. Una instalación térmica la aprovecha para obtener calor; una instalación fotovoltaica la transforma directamente en electricidad mediante semiconductores. Un módulo fotovoltaico no necesita hervir agua, mover una turbina ni calentarse para producir. De hecho, a igualdad de irradiancia, el aumento de temperatura de las células suele reducir la potencia de los módulos de silicio.

La electricidad fotovoltaica es modular. Una célula forma parte de un módulo, varios módulos forman un generador y ese generador se integra con equipos de conversión, protección, medida y, cuando se necesita, almacenamiento. La misma cadena conceptual sirve para una pequeña estación de comunicaciones y para una instalación de gran potencia. Lo que cambia es la escala y la complejidad del proyecto.

Energía renovable y uso eficiente

La primera decisión de diseño debe ser cuánto consumo puede evitarse. Sustituir una iluminación ineficiente, mejorar un horario de funcionamiento o eliminar un consumo permanente puede reducir la potencia solar, el tamaño de batería y el coste de reposición. Este efecto es especialmente importante en instalaciones aisladas, donde cada kilovatio hora adicional exige generación y almacenamiento.

La ausencia de combustible durante la operación no significa ausencia de impactos a lo largo del ciclo de vida. Hay fabricación, transporte, ocupación de superficie y gestión de residuos. Una instalación bien dimensionada, duradera y reparable utiliza mejor los materiales que una compra sobredimensionada sin demanda aprovechable. El mantenimiento y la trazabilidad forman parte del aprovechamiento energético.

De las primeras células a los sistemas actuales

El material de origen explica la evolución desde la observación del efecto fotovoltaico hasta la fabricación de células de silicio y su aplicación a satélites, electrificación rural y conexión a red. Esa evolución ayuda a entender por qué la fiabilidad, el precio y el rendimiento son criterios diferentes. Una tecnología puede ser adecuada para una aplicación especial sin ser la opción más conveniente para una cubierta convencional.

En la selección actual interesa comparar productos concretos. Las antiguas clasificaciones monocristalino, policristalino y amorfo siguen siendo útiles para estudiar materiales, pero no bastan para valorar módulos con arquitecturas de célula, encapsulados y garantías distintas. La decisión se apoya en ficha técnica, ensayos, compatibilidad y servicio posventa, no en una etiqueta aislada.

Idea clave. La finalidad de una instalación es proporcionar un servicio eléctrico definido. La cantidad de paneles se obtiene después de describir ese servicio.

10. Magnitudes eléctricas y balance de energía

Tensión corriente potencia y energía

La tensión U se mide en voltios, la corriente I en amperios y la potencia P en vatios. En corriente continua, para un punto de funcionamiento determinado, P = U × I. La energía es la potencia integrada durante el tiempo. Si un receptor consume 100 W de forma constante durante 5 horas, utiliza 500 Wh, equivalentes a 0,5 kWh.

El vatio es una unidad de potencia; el vatio hora es una unidad de energía. Escribir W/h para el consumo de una vivienda es incorrecto. W/h describiría una variación de potencia por unidad de tiempo. Esta distinción evita errores en el cálculo de baterías y en la comparación con facturas eléctricas.

En corriente alterna aparecen potencia activa, potencia aparente y factor de potencia. Para una carga monofásica sinusoidal, P = U × I × cos φ. Con cargas electrónicas se utiliza el factor de potencia real, que también puede incorporar el efecto de la distorsión. Para un sistema trifásico equilibrado, P = √3 × U de línea × I × factor de potencia.

Corriente continua y alterna

Los módulos y las baterías trabajan en continua. La red y muchos receptores utilizan alterna. Un inversor convierte continua en alterna; un cargador realiza la conversión necesaria para cargar la batería desde una fuente de alterna. Un equipo híbrido puede reunir varias funciones, pero eso no demuestra que todas puedan utilizarse simultáneamente ni que disponga de salida de respaldo.

Una batería de 48 V nominales y 100 Ah representa aproximadamente 4,8 kWh nominales. No proporciona necesariamente 4,8 kWh útiles en la salida de alterna. Influyen la ventana de descarga permitida, la eficiencia, la temperatura, el envejecimiento y los límites de corriente. La tensión nominal tampoco permanece constante durante todo el ciclo.

Elaborar un inventario de cargas

Anote cada receptor, su potencia real, horas de uso, estacionalidad y necesidad de continuidad. Para aparatos de ciclo variable, como frigoríficos, una medición diaria es más fiable que multiplicar la potencia de placa por 24 horas. Para motores hay que registrar potencia de funcionamiento y arranque. Para cargas críticas importa también cuánto tiempo pueden permanecer desconectadas.

Comprobación. Sumar energías no sustituye a comprobar simultaneidad. Dos receptores de 1 kW durante una hora consumen 2 kWh tanto si funcionan juntos como por separado, pero exigen potencias distintas al inversor.

11. El recurso solar

Irradiancia e irradiación

La irradiancia G es la potencia solar incidente por unidad de superficie y se expresa en W/m². La irradiación H es la energía solar recibida por unidad de superficie durante un intervalo y se expresa en Wh/m², kWh/m² o MJ/m². Una irradiancia de 800 W/m² durante una hora constante equivale a una irradiación de 0,8 kWh/m².

La radiación global sobre una superficie reúne una contribución directa, una difusa y, en una superficie inclinada, una contribución reflejada por el entorno. La nubosidad modifica estas componentes. Un día nublado no implica producción exactamente nula, pero puede reducir mucho la energía disponible. El horizonte, los edificios y los árboles también alteran la radiación aprovechable.

La radiación extraterrestre se estudia antes de atravesar la atmósfera. Para dimensionar una instalación interesa el recurso que alcanza el plano del generador. No se obtiene multiplicando una constante solar por las horas de luz. La atmósfera, la geometría y el estado del cielo deben formar parte de la estimación.

Horas solares pico

Las horas solares pico son una equivalencia energética respecto a una irradiancia de referencia de 1 kW/m². HSP = H / (1 kW/m²). Si el plano de los módulos recibe 4,5 kWh/m² en un día, equivale a 4,5 horas a 1 kW/m². Ese día puede tener diez horas de luz y una curva de irradiancia muy variable.

Las HSP permiten un predimensionado energético. No describen el tiempo real de funcionamiento de una bomba ni garantizan que una batería se cargue. Para esos casos importan los umbrales de los equipos y la secuencia horaria. La suma de la energía de dos días tampoco garantiza cubrir una carga que debe funcionar entre ambos sin suficiente almacenamiento.

Datos para el proyecto

Se necesita la localización exacta, el periodo de datos, el plano de captación y la resolución temporal. Un promedio anual sirve para una primera comparación; un sistema aislado exige revisar meses desfavorables y secuencias con poca radiación. Si la demanda de riego se concentra en verano, el mes de diseño debe relacionar recurso y demanda de agua, no seleccionarse automáticamente por la irradiación mínima anual.

PVGIS permite consultar radiación y estimaciones de producción. Para conservar un estudio reproducible se registran versión, base climática, coordenadas, inclinación, azimut, horizonte, tecnología y pérdidas introducidas. Sus resultados son estimaciones meteorológicas y de modelo; no constituyen una garantía de producción ni sustituyen la visita al lugar.

Método. Sustituya los mapas históricos generales por una consulta del emplazamiento. Conserve el archivo de resultados para que otra persona pueda revisar las hipótesis.

Del Sol al dato que necesita una instalación

La radiación llega al equipo después de atravesar la atmósfera y encontrar un plano con orientación concreta. Conviene recorrer ese camino antes de introducir una cifra en una hoja de cálculo. La irradiancia extraterrestre describe una referencia fuera de la atmósfera; la irradiancia global sobre el plano del módulo reúne las contribuciones que recibe ese plano. Una magnitud no sustituye a la otra. Para dimensionar producción hacen falta además duración y distribución temporal.

En el material original aparecen valores históricos de la constante solar y conversiones entre unidades. La referencia de NASA consultada sitúa la irradiancia solar total nominal en torno a 1.361 W/m². No es la condición STC de 1.000 W/m² de un módulo ni el promedio sobre toda la superficie terrestre. Al repartir el aporte sobre una esfera aparece el factor geométrico de un cuarto. Mantener separados estos límites evita deducir el número de paneles a partir de una cifra atmosférica equivocada.

El resultado útil de una visita de campo no es una frase como «aquí hay mucho sol». Es un conjunto de coordenadas, horizonte, orientación, inclinación y restricciones acompañado por una serie de recurso. Cuando se compare una tabla antigua con una herramienta actual, se igualan plano, periodo, unidades y método. La HSP representa horas equivalentes, no la duración máxima de luz de un día.

Comprobación científica: NASA, Solar Irradiance Science; referencia N01.

12. Geometría solar orientación y sombras

Definir los ángulos sin ambigüedad

La latitud sitúa el emplazamiento al norte o al sur del ecuador. La altura solar mide el ángulo del Sol sobre el horizonte. La inclinación del generador mide el ángulo del módulo respecto a la horizontal. El azimut describe la orientación horizontal y debe acompañarse de su convención.

En este libro se usa, para los ejemplos de generación, sur = 0°, este = -90° y oeste = +90°. Una brújula suele medir desde el norte en sentido horario; por ello una lectura de 195° representa una orientación 15° al oeste del sur. Hay herramientas que usan otras convenciones. Antes de introducir un número debe comprobarse la definición del programa y, cuando proceda, la declinación magnética.

En el hemisferio norte una orientación sur suele favorecer la captación anual de una superficie fija sin obstáculos, pero la solución óptima depende del lugar y del objetivo. Un reparto este-oeste puede ampliar el horario de generación y aprovechar mejor una cubierta. En una vivienda con consumo por la tarde puede interesar estudiar una orientación oeste aunque reduzca parte de la producción anual.

Sombras cercanas y lejanas

Las sombras cercanas pueden afectar parcialmente a células o subcadenas y producir un comportamiento eléctrico no lineal. La pérdida no siempre coincide con el porcentaje de superficie sombreada. Las sombras lejanas se describen mediante el perfil del horizonte y bloquean el Sol según su altura y dirección. Ambos efectos deben estudiarse en las épocas y horas relevantes.

Un levantamiento de obstáculos registra altura, distancia, orientación y posibilidad de cambio. Un árbol crece; una chimenea puede proyectar sombra en invierno; una nueva construcción puede modificar el horizonte. La fotografía de un mediodía de verano no representa todo el año. Para comparar alternativas conviene modelar la geometría y comprobar los puntos críticos con observación local.

Distancia entre filas

En un terreno horizontal y en una sección alineada con la dirección de la sombra, la altura de una fila es h = L × sen β. La longitud de sombra horizontal asociada a una altura solar α es s = h / tan α. La separación libre aproximada entre filas debe superar esa sombra para el instante elegido. La ocupación horizontal de la propia fila es L × cos β. La suma de ambas magnitudes permite estimar el paso entre filas.

Decisión de diseño. Evitar toda sombra durante todas las horas puede consumir demasiado terreno. Se define un criterio, se calcula la pérdida anual y se compara el coste de superficie con la energía recuperada.

La geometría se verifica en el emplazamiento

Una orientación anual favorable puede resultar inadecuada si el servicio se concentra en invierno, si la cubierta impone otra posición o si aparece una sombra a la hora decisiva. La pregunta de proyecto consiste en encontrar producción útil dentro de esas restricciones. Un dibujo solar ofrece geometría; una serie de recurso y un modelo eléctrico ayudan a traducirla en energía.

El manual desarrolla medición de obstáculos y separación entre filas. Son buenas tareas de aprendizaje si se explicitan los supuestos. La altura solar debe corresponder a fecha, hora y lugar; la proyección de sombra requiere también azimut. La sección de un obstáculo aislado no representa automáticamente todo un tejado con chimeneas, árboles y varias filas.

Los porcentajes de pérdidas admisibles y referencias al CTE que aparecen en el archivo son históricos. Se conservan como contexto documental, y el proyecto consulta la versión aplicable. Una fórmula de inclinación basada solo en latitud es una aproximación inicial. La decisión final compara energía, demanda, limpieza, viento, accesos y sombras. También registra la convención de azimut de la herramienta para no introducir un giro de 180 grados sin advertirlo.

El procedimiento consiste en la comparación del perfil de obstáculos que afecta a la superficie de estudio con el diagrama de trayectorias del sol. Los pasos a seguir son los siguientes:

• Localización de los principales obstáculos que afectan a la superficie, en términos de sus coordenadas de posición acimut (ángulo de desviación con respecto a la dirección sur) y elevación (ángulo de inclinación con respecto al plano horizontal). Para ello puede utilizarse un teodolito.
• Representación del perfil de obstáculos en el diagrama de la figura 29, en el que se muestra la banda de trayectorias del sol a lo largo de todo el año, válido para localidades de la Península Ibérica y Baleares (para las Islas Canarias el diagrama debe desplazarse 12º en sentido vertical ascendente).

Cada una de las porciones de la figura 29 representa el recorrido del sol en un cierto periodo de tiempo (una hora a lo largo de varios días) y tiene, por tanto, una determinada contribución a la irradiación solar global anual que incide sobre la superficie de estudio. Así, el hecho de que un obstáculo cubra una de las porciones supone una cierta pérdida de irradiación, en particular aquélla que resulte interceptada por el obstáculo. Debe escogerse como referencia para el cálculo la tabla más adecuada de entre las que se incluyen a continuación.

Estas tablas se refieren a distintas superficies caracterizadas por sus ángulos de inclinación y orientación (β y α, respectivamente). Debe escogerse aquélla que resulte más parecida a la superficie en estudio. Los números que figuran en cada casilla se corresponden con el porcentaje de irradiación solar global anual que se perdería si la porción correspondiente resultase interceptada por un obstáculo.

La comparación del perfil de obstáculos con el diagrama de trayectorias del sol permite calcular las pérdidas por sombreado de la irradiación solar que incide sobre la superficie, a lo largo de todo el año. Para ello se han de sumar las contribuciones de aquellas porciones que resulten total o parcialmente ocultas por el perfil de obstáculos representado. En el caso de ocultación parcial se utilizará el factor de llenado (fracción oculta respecto del total de la porción) más próximo a los valores 0,25, 0,50, 0,75 ó 1.

Se puede dar el caso en una instalación fotovoltaica la posibilidad de tener sombras que podemos evitar como el caso de una instalación conectada a red con soportes fijos en suelo, los llamados huertos solares, ya que con separar convenientemente unas filas de otras las sombras ya no incidirán sobre los paneles fotovoltaicos.

Tampoco es conveniente separar mucho las filas por el espacio que se desaprovecharía. La manera más exacta de saber cuanto hay que separarlas depende de la latitud del lugar donde se haga la instalación.

En primer lugar debemos saber la altura del soporte, para eso nos ayudamos de las razones trigonométricas.

Βopt = 35º - ( 41º - latitud) Con la inclinación óptima y la longitud del panel (L) que nos da el fabricante, calculamos su altura: h = sen βopt · L

Le sumamos una altura de 30 cm que debe tener el panel al suelo como mínimo, la llamamos h´. hT = h + h´

Por último calculamos la distancia entre filas de paneles con la siguiente expresión: d = hT / tang (67º - latitud)

Este cálculo nos sirve también para instalaciones aisladas de red en las que tengamos obstáculos como árboles por ejemplo, solamente necesitamos saber la altura del árbol que será hT y la latitud del lugar, el resultado será la distancia a la que debemos poner los paneles fotovoltaicos.

Para calcular de una manera fiable la altura del árbol utilizamos un teodolito, otra manera es hallando la tangente que forme la medida de la sombra (S) de una vara recta que clavemos en el suelo con la medida de la vara (P), ese valor lo multiplicamos por la medida de la sombra del árbol (S´) y nos dará una buena aproximación de su altura (hT).

tang (φ) = P / S

hT = S´ · tang (φ)

Puede ocurrir que el espacio del que se dispone para instalar los paneles fotovoltaicos no es suficientemente largo y la sombra incide sobre estos, en esos casos la solución más adecuada es elevar el soporte y así restar altura al obstáculo, para saber la altura a la que debemos subir los paneles fotovoltaicos realizamos las siguientes operaciones:

Actuamos al contrario que en el caso anterior, debemos saber cual es la altura máxima que puede tener el obstáculo con la distancia que disponemos: h = d · tang (67 – latitud)

Restamos la altura del obstáculo (hT) a la altura máxima de la operación (h) y esa será la altura (h´) a la que debemos elevar los paneles para que no les de la sombra: h´ = hT – h

Debemos tener en cuenta que las sombras en un panel es la anulación del mismo, por lo tanto debemos poner todos los medios posibles para evitarlas.

Superficie necesaria en una instalación fotovoltaica

Con el fin de saber si tendremos espacio suficiente para ubicar todos los paneles de una instalación debemos saber que superficie en m² nos van a ocupar.

• Se suman los dos resultados y se multiplican por el número de filas o ramas (Nºr) restando la distancia de la última fila, de esta manera hallaremos la longitud instalada total (LT).
• Continuamos con la anchura total (aT) de todos los paneles instalados, multiplicando la anchura de cada panel (ap) más 10 o 20 mm de distancia entre ellos para ventilarse por el número de paneles que se instalan en cada fila o rama (Nºp/r).
• Por último multiplicamos los valores totales (pasados a metros) de longitud (LT) y de anchura (aT) y obtendremos la superficie (S) en m² que ocuparía la instalación en un principio, por supuesto los resultados se pueden modificar de acuerdo a la configuración de los paneles.

13. La célula fotovoltaica

Cómo se genera la corriente

Una célula contiene un semiconductor con una estructura que permite recoger cargas generadas por la absorción de luz. Los fotones con energía adecuada pueden crear pares electrón-hueco. El campo eléctrico interno y los contactos permiten extraer corriente hacia un circuito externo. La célula entrega energía al receptor cuando existe un camino eléctrico y un punto de funcionamiento compatible.

No toda la radiación incidente se transforma en electricidad. Parte se refleja, parte no se absorbe de manera útil y parte se pierde por procesos internos. El diseño de la célula busca reducir pérdidas ópticas, recombinación y resistencia. La energía sobrante contribuye al calentamiento. La eficiencia se define para unas condiciones de ensayo, no como un valor idéntico durante toda la vida del dispositivo.

Silicio y otras tecnologías

El silicio monocristalino procede de una estructura cristalina continua. El multicristalino contiene distintos granos. El silicio amorfo y otros materiales de película delgada se depositan en capas sobre un soporte. La cantidad de material, el proceso de fabricación y el comportamiento eléctrico dependen de cada tecnología. El color o la forma no constituyen una prueba suficiente para identificar un producto ni para determinar su calidad.

Las arquitecturas PERC, TOPCon y heterounión describen maneras diferentes de construir o pasivar la célula. Los contactos posteriores modifican la disposición de metalización. Un módulo bifacial puede aprovechar radiación por la cara posterior si la instalación lo permite. Esta capacidad no implica una ganancia fija: depende de la altura, la separación, el suelo, las sombras y la estructura.

Estas categorías pueden superponerse. Un módulo puede ser monocristalino, de una determinada arquitectura y bifacial a la vez. Para comparar ofertas se pide una ficha técnica concreta, un historial de ensayos y condiciones de garantía, evitando comparar etiquetas que describen aspectos diferentes del mismo producto.

Célula módulo y generador

Una célula entrega una tensión pequeña. Conectar células en serie eleva la tensión; organizar conexiones y subcadenas permite construir el módulo. Varias unidades se conectan en serie para formar una cadena o string. Las cadenas pueden conectarse en paralelo cuando las entradas y protecciones del equipo lo permiten.

La corriente de una conexión en serie está condicionada por todos sus elementos. Si una célula queda sombreada, el resto puede forzarla a trabajar en condiciones perjudiciales. El diseño del módulo y sus diodos de derivación limitan ciertos efectos, pero no eliminan la necesidad de estudiar sombras. En paralelo, las tensiones de funcionamiento deben ser compatibles para evitar pérdidas y comportamientos inadecuados.

Lectura técnica. La eficiencia de una célula de laboratorio no debe utilizarse como eficiencia de un módulo comercial. La superficie, los contactos, el encapsulado y las condiciones de medida son diferentes.

El material no explica por sí solo la prestación

La célula conecta física de materiales y diseño eléctrico. La luz que absorbe puede crear portadores; el dispositivo debe recogerlos antes de que se recombinen. Las líneas metálicas ayudan a transportar corriente y, al mismo tiempo, ocupan parte de la superficie iluminada. El diseño busca un equilibrio entre pérdidas ópticas, resistencia y fabricación. No basta con decir que un material absorbe mucha luz.

La descripción clásica de una cara n y una cara p sirve para introducir la unión, pero no define todas las arquitecturas actuales. Los contactos, las capas y el sentido de la estructura cambian entre tecnologías. También debe corregirse una identificación del manual: el silicio es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre después del oxígeno, no del carbono. La referencia del USGS confirma su posición; abundancia no equivale a disponibilidad de material solar purificado.

Las eficiencias y cuotas de mercado de las familias antiguas pertenecen a su contexto. Para comparar productos actuales se utiliza una ficha con área, potencia y condiciones comunes. Una célula y un módulo tienen límites de medida diferentes. El marco, los espacios entre células, los contactos y el encapsulado intervienen cuando la comparación pasa del dispositivo al equipo terminado.

Comprobación de materiales: USGS, Mineral resource of the month: silicon; referencia N02.

14. El módulo fotovoltaico y su ficha técnica

Capas y elementos constructivos

El módulo protege y conecta las células. Habitualmente reúne una cubierta transparente, encapsulantes, células y una protección posterior, que puede ser una lámina o un segundo vidrio. El marco facilita la fijación en muchos modelos. La caja de conexiones contiene las salidas eléctricas y, según el diseño, diodos de derivación. Los cables y conectores deben mantener aislamiento y estanqueidad durante el servicio.

Las instrucciones de instalación definen zonas de sujeción, cargas admisibles, posición de grapas y condiciones de manipulación. Apoyarse sobre el vidrio o sujetar por un punto no previsto puede provocar daños sin rotura visible inmediata. La existencia de microfisuras, delaminación o penetración de humedad puede afectar al rendimiento y a la seguridad.

Los cinco datos eléctricos esenciales

Pmax es la potencia máxima. Vmpp e Impp son tensión y corriente en el punto de máxima potencia. Voc es la tensión de circuito abierto, medida sin carga. Isc es la corriente de cortocircuito. Los valores declarados deben asociarse a condiciones de ensayo y tolerancias. En condiciones STC se emplean 1.000 W/m², temperatura de célula de 25 °C y espectro de referencia AM1,5.

La temperatura de célula no es la temperatura del aire. Un módulo expuesto al Sol puede trabajar por encima de la temperatura ambiente. Los parámetros NMOT o NOCT aportan una referencia térmica bajo condiciones definidas y no equivalen a una temperatura máxima garantizada.

Potencia pico y superficie

El kWp expresa potencia nominal bajo condiciones de referencia. Una instalación de 5 kWp no entrega 5 kW durante todas las horas de luz. Su energía depende de irradiación, temperatura, pérdidas y disponibilidad. Para calcular superficie se utilizan las dimensiones reales del módulo y se añaden espacios de mantenimiento, separación y obstáculos.

Compra informada. Verifique número de modelo y revisión de ficha. No traslade las propiedades de un módulo a otro solo porque tengan la misma potencia nominal.

Leer el módulo desde sus límites de trabajo

El punto de máxima potencia reúne una tensión y una corriente que ocurren simultáneamente. Voc e Isc corresponden a otros estados; multiplicarlos no entrega la potencia útil. La curva permite observar que el punto de trabajo depende de la carga y de la electrónica conectada. El convertidor busca una zona de operación, mientras las protecciones limitan condiciones que no deben alcanzarse.

El efecto de la temperatura se comprueba con el coeficiente de la magnitud correspondiente. Para tensión máxima interesa Voc en frío; para asegurar seguimiento interesa la tensión de trabajo en las condiciones previstas. Aplicar el coeficiente de potencia a una tensión mezcla dos prestaciones. La temperatura de célula tampoco coincide necesariamente con la del aire.

Los diodos cumplen funciones distintas según su posición. El de derivación proporciona un recorrido alternativo dentro de una configuración; un dispositivo de bloqueo limita un sentido de corriente en otra rama. No se deduce su presencia o necesidad por el aspecto de una caja de conexiones. Al estudiar un equipo concreto se dibuja el circuito y se identifica qué queda puenteado, qué queda aislado y qué elementos conservan tensión.

15. Curvas eléctricas y configuración del generador

Curvas de corriente y potencia

La curva I-V representa la corriente disponible para cada tensión bajo unas condiciones concretas. Cerca de cortocircuito hay corriente y tensión casi nula; en circuito abierto hay tensión y corriente nula. Ninguno de esos extremos entrega potencia útil. Entre ambos aparece un punto donde U × I alcanza su máximo. La curva P-V muestra ese punto con claridad.

Cuando aumenta la irradiancia, la corriente disponible suele aumentar aproximadamente de forma proporcional; la tensión cambia de manera menos pronunciada. En módulos de silicio, al subir la temperatura suele reducirse la tensión y la potencia máxima. Las sombras parciales pueden producir varios máximos de potencia. Un MPPT debe buscar el punto adecuado, pero su comportamiento real depende del algoritmo y del sistema.

Serie y paralelo

En serie se suman tensiones y la corriente es común. En paralelo se suman corrientes y la tensión es común. Para módulos iguales y condiciones uniformes, una cadena de Ns módulos tiene aproximadamente Ns × Vmpp y Ns × Voc. Np cadenas iguales en paralelo tienen aproximadamente Np × Impp y Np × Isc. Las pérdidas y diferencias entre módulos modifican el comportamiento real.

No se dimensiona una cadena dividiendo simplemente la tensión nominal de un motor entre la tensión nominal de un módulo. Se comprueben tensión máxima en frío, tensión de operación en caliente, tensión de arranque y ventana MPPT, junto con los límites de corriente de cada entrada. Orientaciones distintas pueden requerir MPPT independientes.

Riesgo específico. La tensión máxima de una entrada es un límite de equipo. La limitación electrónica de potencia no protege frente a una tensión excesiva en circuito abierto.

16. Pérdidas y estimación de producción

Del recurso a la energía útil

El predimensionado relaciona potencia nominal, irradiación en el plano del generador y rendimiento global. Puede escribirse E ≈ Ppico × HSP × PR para un periodo diario, siempre que Ppico esté en kW, HSP en horas equivalentes y PR sea adimensional. Para periodos anuales se utiliza la irradiación acumulada y la referencia correspondiente.

PR, o performance ratio, relaciona la energía obtenida con una referencia normalizada al recurso y a la potencia nominal. No es la eficiencia del módulo. En un cálculo simplificado puede representar pérdidas agrupadas; en un análisis detallado se modelan por separado temperatura, suciedad, sombras, desajustes, cables, conversión y disponibilidad. Su interpretación debe indicar si la energía se mide en continua, en alterna o después del almacenamiento.

Construir un presupuesto de pérdidas

Las pérdidas se aplican en cascada cuando describen etapas sucesivas. Si un campo pierde el 5 % y el inversor otro 3 %, el factor combinado es 0,95 × 0,97 = 0,9215, equivalente al 7,85 %. Sumar porcentajes puede servir como aproximación inicial para pérdidas pequeñas, pero no representa exactamente la energía final.

La suciedad depende del entorno y de la limpieza; la temperatura depende del montaje y de la meteorología; el desajuste depende de módulos y condiciones; las sombras dependen de geometría y conexiones. Un número único elegido por costumbre puede ocultar un problema de diseño. También debe evitarse contar dos veces una pérdida que el programa ya modela internamente.

Variabilidad e incertidumbre

La incertidumbre meteorológica y la incertidumbre del modelo son diferentes. La primera procede de la variabilidad del clima; la segunda, de simplificaciones y datos incompletos. Los cambios de demanda añaden otro riesgo. Una previsión útil muestra sensibilidad a estas variables, además de un valor central.

Para una instalación conectada a red puede estudiarse producción anual y mensual, junto con autoconsumo horario. Para una aislada se examina la energía no suministrada y la evolución del estado de carga. Para bombeo se estudia volumen de agua diario y disponibilidad del depósito. El indicador debe corresponder al servicio solicitado.

Revisión. Antes de aumentar paneles, compruebe si la baja producción procede de una avería, una limitación de exportación, un MPPT mal configurado o una sombra. Más potencia nominal no resuelve todas esas causas.

17. Baterías y almacenamiento

Capacidad nominal y capacidad útil

Una batería almacena energía químicamente. Su capacidad nominal se declara bajo condiciones de ensayo. En baterías de plomo importan el régimen de descarga y la temperatura; descargar a mayor corriente puede reducir la capacidad disponible. Los Ah solo se comparan directamente cuando tensión, régimen y condiciones son equivalentes.

La energía nominal aproximada es Enom = Unom × C en Wh. La energía utilizable se reduce por la ventana de estado de carga permitida, las pérdidas y el envejecimiento. La profundidad de descarga, DoD, expresa qué parte de la capacidad se extrae; el estado de carga, SOC, expresa qué parte permanece, según la referencia utilizada por el sistema.

Plomo y litio

El plomo abierto requiere atención al electrolito y ventilación adecuada por posible desprendimiento de gases. Las baterías selladas también tienen condiciones de instalación y límites de carga; no deben tratarse como equipos sin riesgos. La carga de absorción, flotación y, cuando esté autorizada, ecualización se configura según el fabricante. La ecualización no se aplica indiscriminadamente a cualquier batería.

Los sistemas de litio, entre ellos LiFePO4, suelen incorporar gestión electrónica de celdas. El BMS vigila tensiones, temperaturas y corrientes, y puede ordenar la desconexión. El inversor o regulador debe respetar sus límites y el protocolo de comunicación cuando se exige. Un BMS no reemplaza todas las protecciones externas ni demuestra compatibilidad con cualquier cargador.

La carga a baja temperatura y la operación en recintos calientes requieren especial atención. Los límites varían por química y construcción. En un diseño real se consulta el rango permitido y, si hace falta, se incorpora climatización o control térmico. Un banco que funciona en verano puede no cargar correctamente en invierno.

Potencia corriente y autonomía

La autonomía se calcula con la energía demandada y el almacenamiento utilizable. La potencia se comprueba por separado. Un inversor de 3 kW alimentado a 48 V, con eficiencia 0,92 en ese punto, demanda aproximadamente 3.000 / (48 × 0,92) = 67,93 A. A menor tensión de batería, la corriente será mayor. Deben comprobarse batería, BMS, cables, terminales y protecciones.

Construcción de un banco

Las conexiones en serie elevan tensión y las paralelas elevan capacidad, dentro de las reglas autorizadas por el fabricante. No se mezclan sin estudio baterías de diferente tipo, edad o estado. Las conexiones paralelas necesitan reparto de corriente y protecciones apropiados. La longitud y disposición de cables influyen en ese reparto.

Mantenimiento. Registrar SOC, energía cargada y descargada, temperaturas y alarmas ayuda a distinguir una batería envejecida de un problema de generación o de consumo.

Capacidad declarada y condiciones de uso

La capacidad en Ah se asocia a un régimen de descarga, temperatura y tensión final. Un banco no entrega necesariamente los mismos Ah a corrientes muy distintas. En plomo, el efecto del régimen puede ser importante; en cualquier química se revisan curvas y límites de fabricante. El envejecimiento y la temperatura modifican energía y potencia disponibles.

Dos baterías nominales de 12 V y 100 Ah en serie forman aproximadamente 24 V y 100 Ah, unos 2,4 kWh nominales. En paralelo compatible forman 12 V y 200 Ah, también unos 2,4 kWh. La energía nominal es la misma; cambian tensiones y corrientes del sistema. La compatibilidad y protección se comprueban antes de conectar.

Una batería se describe por servicio y condiciones

La capacidad en Ah necesita una tasa de descarga, una temperatura y una tensión final de referencia. Dos baterías con el mismo valor nominal pueden entregar distinta energía a una carga concreta. La multiplicación de tensión nominal por Ah es una aproximación útil para empezar, pero no sustituye la curva de descarga ni la comprobación de potencia.

El material recuperado describe acumuladores de plomo de varias construcciones. Las operaciones sobre electrolito y los perfiles de carga corresponden a esas construcciones. No se trasladan a gel, AGM o litio por compartir una tensión nominal. Tampoco se convierte una corriente de carga expresada como porcentaje de capacidad en un límite general para todas las químicas.

La conexión en serie eleva tensión manteniendo los Ah del conjunto compatible; el paralelo suma capacidad si el reparto es adecuado. Las ramas requieren considerar protección, trayectos, estado y mantenimiento. El número de unidades no entrega una autonomía sin conocer profundidad utilizable, pérdidas y demanda. La lectura de tensión informa de una condición; el estado de carga requiere un método que tenga en cuenta uso y química.

18. Reguladores PWM MPPT y gestión de carga

Proteger y adaptar la carga

Un regulador controla la transferencia de energía del generador a la batería. Debe respetar las tensiones y corrientes admisibles y el perfil de carga. En un equipo PWM, el generador trabaja ligado a la tensión del banco durante buena parte de la carga. En un MPPT, un convertidor permite operar el generador cerca de un punto de potencia conveniente y transformar esa energía a la tensión de batería.

Esto significa que la corriente de salida del MPPT puede ser mayor que la corriente de entrada. No aparece energía adicional: disminuye la tensión y aumenta la corriente, descontando pérdidas. También significa que la tensión máxima de entrada y la corriente máxima de salida son restricciones diferentes.

Elegir y configurar el regulador

La selección incluye potencia solar admitida, tensión máxima absoluta, rango MPPT, corriente de entrada, corriente de salida, química de batería, comunicación y condiciones ambientales. Algunos equipos autorizan cierta sobredimensión del campo con recorte de potencia; otros no. Esa posibilidad no permite superar Voc ni Isc máximos.

La configuración de carga se documenta: tensión de absorción, duración, flotación, límites de corriente y compensación por temperatura cuando proceda. En litio puede existir una consigna dinámica transmitida por BMS. Un perfil fijo incorrecto puede provocar desconexiones, carga incompleta o degradación. También deben verificarse arranque y recuperación después de una batería profundamente descargada.

Gestión de consumos

Una salida de consumo del regulador puede proteger frente a descarga excesiva, pero no suele alimentar cualquier inversor de potencia. Se revisan corriente, tipo de salida y esquema previsto. Los consumidores de gran potencia pueden necesitar control mediante entradas remotas, contactores o lógica del sistema.

La prioridad de servicio ordena cargas críticas y aplazables. Una bomba de llenado, un calentador o una recarga pueden ejecutarse cuando hay excedente disponible. La estrategia debe evitar ciclos rápidos de conexión y desconexión, y prever una condición segura si falla una medida o comunicación.

Un regulador marcado con 60 A puede referirse a corriente de carga de batería. Esa cifra no define necesariamente la corriente admisible de entrada solar: se verifican los límites de cada lado.

Seguimiento eléctrico y seguimiento mecánico

El MPPT busca un punto eléctrico de trabajo; un seguidor solar mueve físicamente los captadores. No son la misma función. La electrónica ajusta tensión y corriente dentro de límites, mientras que el movimiento modifica la radiación recibida. Ninguna de las dos funciones permite superar tensión absoluta o corrientes admitidas.

El rendimiento de conversión del regulador tampoco equivale a la calidad de seguimiento de su punto máximo. Para comparar equipos se distinguen ambos indicadores y se revisan condiciones de operación. Las sombras parciales pueden producir varias zonas de máxima potencia y complicar el seguimiento.

Leer una ficha MPPT sin mezclar límites

La ficha Solener consultada describe reguladores con selección automática de 12/24 V o una variante fija de 48 V y corriente máxima de 30 A. Para esa familia declara un margen de circuito abierto del generador de 20 a 120 V y una ventana de seguimiento de 14 a 100 V. Son dos límites diferentes: el primero afecta a la tensión admisible; el segundo a la zona donde trabaja el seguimiento.

El diseño comprueba Voc de la cadena en frío, Vmp en las condiciones de servicio y corriente de salida hacia la batería. Dividir la potencia de paneles por la tensión nominal de batería solo da una aproximación. La tensión real, las pérdidas, la limitación del equipo y el algoritmo de carga modifican el resultado.

La misma ficha declara IP32 y rango de operación de −10 a +50 °C. Son datos de esa versión. No permiten instalarla a la intemperie sin estudiar envolvente y ambiente, ni mantener nominales todas las prestaciones a cualquier temperatura. Una ficha útil se archiva junto a referencia de modelo, revisión y condiciones de montaje.

El seguimiento MPPT administra el punto de trabajo del generador; la carga administra el estado de la batería. Ambos procesos pueden coexistir en un equipo, pero no significan lo mismo. Cuando la batería limita la aceptación, buscar máxima potencia solar no obliga a entregarle toda la potencia disponible.

RSL y RSD: separar corriente de panel y corriente de consumo

La ficha de reguladores identifica DSS como denominación anterior de RSL y DSD como anterior de RSD. Describe regulación serie y carga en tres fases; no presenta esta familia como MPPT. El RSD añade pantalla con estado, contadores y alarmas. Los nombres ayudan a interpretar fotografías y equipos antiguos sin atribuirles funciones de otra gama.

Las columnas muestran por qué «regulador de 50 A» no significa que cualquier borne admita 50 A. En RSD50 la ficha diferencia 50 A de entrada y 30 A de salida; en RSD40, 40 y 20 A. El esquema del modelo determina a qué circuito corresponde cada límite. Una carga de gran potencia no se deriva automáticamente por la salida de consumo.

La documentación declara autoconsumo inferior a 15 mA, IP32 y operación entre −10 y +50 °C. Identifica protecciones frente a polaridad, cortocircuito, sobrecarga, temperatura y tensión fuera de margen. La existencia de estas protecciones no elimina las de las líneas y fuentes. Los valores de dimensiones y masas de la tabla presentan incoherencias aparentes; se omiten de la selección hasta disponer de una revisión confirmada.

Documentación: S07. Los valores corresponden a la versión documental identificada.

19. Inversores y sistemas híbridos

Funciones diferentes

Un inversor de red entrega energía sincronizada con la red y normalmente se desconecta cuando esta falla. Un inversor aislado forma una red local dentro de sus límites. Un equipo híbrido puede coordinar fotovoltaica, batería y red; sus capacidades de respaldo dependen de la arquitectura, la salida específica y los accesorios previstos.

La palabra híbrido no garantiza alimentación de toda la vivienda durante un apagón. Hay que comprobar potencia continua de respaldo, sobrecarga, número de fases, tiempo de transferencia, arranque sin red, compatibilidad de batería y funcionamiento del generador solar en modo aislado. La salida de respaldo se trata como un circuito con requisitos propios.

Potencia nominal y arranque

El inversor se elige por la simultaneidad de cargas y su comportamiento dinámico. Un motor puede exigir durante el arranque una corriente mayor que la de régimen. Una fuente electrónica puede tener un impulso de entrada. La duración y el tipo de sobrecarga admitida por el inversor importan tanto como el valor máximo declarado.

No se confunden VA con W. Un inversor con cierta potencia aparente puede tener una potencia activa admisible menor en condiciones concretas. Deben revisarse factor de potencia, temperatura ambiente, altitud y refrigeración. La potencia disponible puede reducirse cuando el recinto se calienta, incluso si el consumo está por debajo de la cifra impresa en el equipo.

Consumo propio y eficiencia

La eficiencia varía con la carga. En una instalación pequeña, un consumo propio de 15 W mantenido durante 24 horas utiliza 360 Wh/día. Puede representar una parte significativa del inventario. El modo de espera reduce consumo en algunos equipos, pero se verifica su compatibilidad con receptores que necesitan alimentación continua.

En un sistema con batería también se comprueba el cargador interno y su corriente. Cargar desde un grupo electrógeno no debe sobrepasar la potencia del grupo ni los límites de la batería. Se considera la potencia simultánea utilizada por los receptores mientras se carga.

Respaldo y separación de fuentes

La conmutación evita que una red local energice una red pública desenergizada. La gestión de neutro, tierra y diferencial debe corresponder a la configuración efectiva de cada modo. No se improvisa un puente para convertir una salida de red en salida aislada. Se utilizan los dispositivos y esquemas autorizados y se ensaya la transición.

Documento de entrega. Incluya una lista de circuitos respaldados y una prueba de corte de red. El usuario debe saber qué servicio conserva y durante cuánto tiempo bajo las hipótesis previstas.

Elegir conversión con duración, no solo con vatios

La ficha de inversores senoidales Solener recuperada distingue potencia nominal y sobrecargas con duraciones diferentes. Esa presentación importa: un arranque breve y una carga mantenida seis minutos no solicitan el mismo régimen térmico. La selección relaciona potencia activa, aparente, transitorio, tiempo y temperatura.

Para una carga didáctica de 2.000 W, batería a 24 V y rendimiento supuesto 0,90, la corriente aproximada de entrada es 2.000 / (24 × 0,90) = 92,6 A. Si la tensión cae a 22 V, la aproximación pasa a 101 A. La demanda de la línea de batería aumenta aunque la carga de alterna no cambie. La comprobación incluye extremos de tensión y límites del inversor.

Una forma senoidal y una cifra de rendimiento no describen toda la calidad del suministro. Se revisan regulación de tensión, frecuencia, distorsión, consumo propio y respuesta a las cargas. La ficha histórica declara salida nominal de 230 V y 50 Hz para una configuración; se conserva como ejemplo documental, sin atribuirla a cualquier equipo de la fotografía.

En respaldo con grupo, la documentación muestra qué fuente está conectada y qué sucede al conmutar. Un inversor aislado no se convierte en inversor apto para inyección a red por disponer de salida de 230 V. La arquitectura y los dispositivos de separación determinan el modo de operación permitido.

Cargador PFC: respaldo desde grupo o red

El cargador PFC transforma alterna del grupo o la red en energía de carga de batería. Su papel se distingue del inversor, que hace la conversión inversa. La corrección activa del factor de potencia reduce la demanda aparente para una potencia activa dada; no aumenta la potencia disponible del alternador ni elimina los límites de carga de la batería.

La tabla de características especifica entrada de 230 V y 50 Hz, factor de potencia superior a 0,99 y rendimiento superior al 90 %. El texto general menciona también versiones de 120 V: su existencia no autoriza a aplicarles todos los valores de la tabla de 230 V. El equipo permite seleccionar tipo de batería y muestra estado, energía y alarmas.

Para una estimación didáctica, cargar a 28 V y 60 A supone 1.680 W en continua. Adoptando rendimiento 0,90 y factor de potencia 0,99, la demanda sería aproximadamente 1.867 W activos y 1.886 VA. Los supuestos sirven para entender la relación; la selección del grupo añade otras cargas, transitorios y prestaciones medidas. La tensión nominal de 24 V no es la tensión real constante durante la carga.

La ficha describe cuatro estados, entre ellos flotación e igualación. El perfil se selecciona según química y fabricante de la batería: nombrar una fase de igualación no permite aplicarla a todas las baterías selladas ni a litio. En un sistema con varias fuentes de carga se documentan consignas, corriente conjunta y prioridad de suministro.

Documentación: S08. Los valores corresponden a la versión documental identificada.

Inversor Solener de 2018: comprender el modo de búsqueda

El manual de 2018 explica un modo que reduce el consumo propio mientras espera una carga superior al umbral configurado. Al detectarla, pasa a suministro normal; al bajar la demanda, vuelve a búsqueda. Una carga pequeña puede recibir alimentación intermitente si queda por debajo del umbral. Por eso, una lámpara de baja potencia que parpadea no implica necesariamente una avería de conversión.

El umbral se ajusta según las cargas que deben permanecer alimentadas. Desactivar la búsqueda puede resolver incompatibilidades con pequeños receptores, pero aumenta el tiempo en funcionamiento normal. La decisión se incorpora al balance diario junto al consumo propio medido: ahorrar en espera carece de utilidad si el servicio necesario se interrumpe.

El documento describe protecciones por batería alta o baja, sobrecarga, cortocircuito y temperatura. Distingue también condiciones de rearme. El registro de una parada recoge carga, tensión de batería bajo demanda, ventilación, temperatura y alarma antes de reiniciar. La protección interna identifica una condición de trabajo; su repetición exige investigar la causa.

La refrigeración y el espacio de instalación se estudian con el manual del modelo. Los umbrales térmicos que una revisión ofrece como valores por defecto no se convierten en límites comunes para toda la gama. El capítulo conserva así una regla de lectura: función, ajuste y valor nominal deben relacionarse con el mismo equipo y revisión.

Documentación: S10. Los valores corresponden a la versión documental identificada.

20. Estructuras, superficie e integración en edificios

La cubierta forma parte de la instalación

La estructura sostiene módulos y transmite cargas al terreno o al edificio. Deben comprobarse peso propio, viento, nieve cuando corresponda, succión, deslizamiento, vuelco y resistencia de los anclajes. Un valor genérico de velocidad de viento del manual antiguo no sustituye al cálculo para el emplazamiento, la altura y la geometría reales.

En cubiertas interesa identificar material, apoyos, estado, impermeabilización y posibilidad de mantenimiento. La fijación debe llegar a un elemento resistente conforme al sistema elegido. Atornillar sobre una pieza de acabado sin comprobar su función estructural puede generar una falsa sensación de seguridad. Los pasos por la cubierta necesitan detalles de estanqueidad.

Materiales y durabilidad

El aluminio, el acero galvanizado y el acero inoxidable tienen aplicaciones diferentes. Las uniones entre metales, el ambiente salino y la retención de agua pueden favorecer corrosión. Se especifican materiales, tratamientos, pares de apriete y compatibilidad. Una estructura resistente al comienzo puede degradarse si sus detalles permiten corrosión o aflojamiento.

Las grapas se colocan en las zonas permitidas por el fabricante del módulo. La dilatación térmica y la longitud de perfiles se consideran en el montaje. El cableado se sujeta sin tensión en conectores y sin descansar sobre bordes cortantes. Las bandejas, abrazaderas y elementos de protección se seleccionan para exposición exterior.

Montaje coplanar elevado e integrado

El montaje coplanar sigue la pendiente de la cubierta. El elevado modifica inclinación y añade cargas y separación. La integración arquitectónica puede sustituir un elemento de la envolvente, de manera que el sistema cumple una función constructiva además de eléctrica. Por ello requiere estudiar agua, ventilación, fuego, reparación y prestaciones del edificio.

Los módulos bifaciales necesitan condiciones adecuadas detrás del módulo para aprovechar radiación posterior. Una cubierta opaca muy próxima puede limitar esa aportación. Los pasillos y la separación también influyen en la seguridad, limpieza y sustitución. La superficie de módulos es solo una parte de la superficie ocupada.

Visita técnica. Compruebe acceso de personas y equipos, evacuación, distancias de trabajo y posibilidad de reemplazar una unidad. Una distribución que ocupa toda la cubierta puede impedir el mantenimiento.