1. Sistemas Fotovoltaicos
para usos rurales
MSC. CESAR RIVASPLATA C.
UNIVERSIDAD NACIONAL
JORGE BASADRE GROHMAMM
TACNA

2. Sistemas Fotovoltaicos
Teoría y Componentes
Principios básicos de fotovoltaicos El recurso solar
Diseño de sistemas fotovoltaicos Ejercicio de diseño
Variable significante para el diseño Practica con componentes

3. Panel fotovoltaico
• Solo produce
electricidad cuando
cada celda recibe luz
solar directa
• Se necesita
almacenar energía
para usos cuando no
hay bastante luz
• No ruido
• No contaminación
del aire
•Sencillo
•Confiable
•Modular

4. Módulo fotovoltaico
El módulo fotovoltaico está conformado por un conjunto de células que constituyen el corazón
del sistema. La célula convierte directamente la energía de la luz en electricidad.
Las células fotovoltaicas están constituidas de por lo menos dos capas de material
semiconductor tal como el silicio, una de estas capas tiene características eléctricas positiva y
la otra negativa.
Para brindar a las células máxima protección aún en las condiciones ambientales más severas,
se encuentran encapsuladas en varios materiales y cubierto con vidrio templado. La totalidad
del laminado se encuentra dentro de un armazón de aluminio anodizado que asegura su
resistencia estructural y facilidad de instalación.
Cuando las partículas de energía provenientes de la luz, conocidas como fotones, impactan en
la célula, algunos de estos fotones son absorbidos por el material semiconductor, haciendo que
la capa negativa libere electrones los cuales fluyen hacia la capa positiva a través de un
circuito eléctrico externo. Este flujo de electrones es lo que comúnmente se conoce como
corriente eléctrica.
El voltaje producido en este proceso depende del tipo de material usado en la fabricación del
semiconductor. ([Si] produce ~0.5V por célula) . El voltaje es independiente del tamaño de la
célula, contrariamente a la corriente, que depende del área de la célula y de la intensidad de la
luz.
La unión en serie de las células en una única estructura se llama módulo fotovoltaico. Un panel
generalmente contiene dos módulos y es un "Generador" que genera corriente sólo de día.
La energía eléctrica generada es un 6% - 12% de la energía recibida como luz.
1m² de panel produce un nominal 60 Wp - 120 Wp según la tecnología usada.

5. Radiación Total, Directa y Difusa
La Radiación Solar Total que recibimos es la
suma de dos componentes:
Radiación Directa: Se define como aquella que
no experimenta cambios en su dirección.
Radiación Difusa (Indirecta): Es la que sufre
dispersión en la atmósfera y no tiene una dirección
única o preferente. es muy sensible a cambios climáticos, aumentando debido a la
dispersión causada por el polvo atmosférico, nubes, niebla, etc. Dicho componente
es de 2% de la radiación total en un día bien soleado, y 100% en un día
completamente nublado.
Las células fotovoltaicas necesitan radiación directa y son semi-conductores.
Si una celda está sombrada, no genera electricidad y tampoco deja pasar la
corriente de otras celdas en un mismo modulo. Entonces la producción del panel
entero cesa.
Por eso, los sistemas fotovoltaicos son mucho mas sensibles a sombra que los
sistemas solares de calefacción.

6. Aplicación : bomba solar
• Genera electricidad y
bombea cuando hay sol
• Generalmente, se
necesita mas agua
cuando hay más calor y
mas sol
• Se almacena energía en
forma de agua y no
electricidad
• Se usa un controlador
(regulador) especifico
para sacar la potencia
Ejemplo: Potreritos 2,7kWp, 22m³/día, máxima de los paneles y
pueblo de 500 manejar la bomba

7. Aplicación : electrificación
• Genera electricidad
cuando hay sol
• Generalmente, se
necesita mas luz cuando
hay menos sol
• Se necesita almacenar
energía en forma de
electricidad en batería(s)
• Se usa un regulador para
manejar la fuente y el uso
de electricidad de manera
a proteger la batería
Ejemplos: Clínica Numpatkaim 100Wp, solo luces
Hospital Mulukuku 9kWp y generador diesel

8. Potencia e energía
• Una medida de potencia es instantánea. Se
exprime en Vatios (W o Watts)
• Una potencia constante de 1W recibida por
una hora (h) provee 1Wh de energía.
• En aplicaciones hidro-mecánicas (micro
hidro o sistemas de bombeos):
Potencia (W) = k x Altura (m) x caudal (m³/s)
• En aplicaciones eléctricas:
Potencia (W) = tensión (V) x intensidad (A)
o = Voltaje (V) x Amperaje (A)

9. El recurso solar
1400
Día perfecto: máximo PSH · “Horas solar pico” (PSH) =
1200
Equivalentes horas recibiendo
1000
potencia “estándar” de 1000
kW/m²
/m2
800
kW
600
· (usada para testar paneles FV)
400
200
0
· En regiones tropicales, PSH
puede ser
· hasta 7 en dias con mucho sol
1400
· 2 a 4 en dias parcialmente
1200
Día con unos nubes: peor PSH nublados
· Cerca de 0 si llueve todo el dia
1000
800
kW/m2
600
· Datos meteorológicos se exprimen
400
en horas PSH o en kWh/m² :
200
1kW/m² x 1 hora = 1 kWh/m²
0

10. Recurso solar en el mundo
kWh/m² sobre una area horizontal - promedio anual

11. Recurso solar en Suramérica
kWh/m² sobre una area horizontal - promedio anual

12. Recurso solar y fecha
Junio Diciembre
Marzo, Septiembre
23° 23°
Diciembre Junio
Latitud Latitud
Sur Sur
Hemisferio norte Hemisferio sur
Zona Ecuatorial

13. Orientación de los paneles
• La potencia máxima se recibe
cuando el panel esta perpendicular a
la dirección del sol (para recibir un
flujo máximo de radiación directa)
• Por un panel fijo, la mejor potencia
promedia por el ano se recibe si el
ángulo de inclinación = latitud+ 10° a
15°, excepto si hay una estación con
muy poco sol
• Si se necesita mas potencia en una
cierta estación, adapta el ángulo
• En ciertos casos, se puede montar el
panel de manera ajustable,
orientándolo cada mes para mejor
potencia
• En zona ecuatoriana, se necesita
mantener un ángulo > 10° para que
el polvo no se acumula sobre el
panel

14. Recurso Solar en Latinoamérica
sobre plano inclinado

15. Componentes de un sistema
de electrificación
• Paneles FV
• Baterías
• Regulador
• Cargas DC
• Cables, interruptores, etc.
• Si se necesita AC:
Inversor (mas caro, peor
rendimiento)

16. Características eléctricas de
paneles Fotovoltaicos
· Corriente de corto
circuito, depende de
la potencia recibida
· Tensión de circuito
abierto, depende de
la temperatura
· Potencia máxima:
cambia con ambos
· En sistemas largos,
se usan reguladores
electrónicos que
adaptan la carga
para siempre usar el
punto de potencia
maxima (MPPT)
Efecto de la potencia recibida Efecto de la temperatura

17. Regulador de carga
debe cumplir con las siguientes funciones:
• Limitación de la carga de la batería, para evitar su
rápida destrucción por una carga que sobrepase los
valores límites autorizados.
• Control de fin de descarga, para evitar la descarga
completa de la batería y su destrucción.
• Puesta en "floating" controlada de la batería en el
caso en que esté cargada. El regulador debe
mantener a la batería en su tensión de equilibrio
(aproximadamente 2,22 Volt por elemento de 2 Volt
nominales a 20°C ).
• Protecciones posibles contra: sobreintensidad,
polaridad reversa, corto circuito, y diodo de bloqueo,
el cual previene la descarga de la batería durante la
oscuridad.
• Luces coloradas (LED’s) o una pantalla dan
información sobre el estado de carga de la batería

18. Batería
• Almacena la energía
eléctrica para usar cuando
no hay sol.
• Las mas comunes para
pequeños sistemas son de
12V
• Se usa baterías “de ciclo
profundo”, que pueden
cargar y descargarse
lentamente y suministrar
pequeñas cantidades de
energía por largos periodos
• Las baterías automotrices no
son adaptadas: son
diseñadas para infrecuentes
picos de corriente (de
arranque)

19. Tipos de baterías
de plomo-acido
Selladas (sin mantenimiento,
VRLA tiene valva de protección)
Liquidas
No-selladas (se puede añadir agua)
Baterías de
plomo-acido
Gel (puede ser AGM)
• Se usan baterías “de ciclo profundo”, que pueden cargar y
descargarse lentamente y de manera irregular, y suministrar
pequeñas cantidades de energía por largos periodos
• Las baterías automotrices no son adaptadas: son diseñadas para
infrecuentes picos de corriente (de arranque)

20. Profundidad de descarga
• El termino “profundidad de descarga” solo significa hasta que nivel usamos la
batería (cada noche).
• Lo menos energía usamos de la batería cada noche, lo mas tiempo la batería
va a durar.
• Una batería que solo se descarga a 50% puede durar doble el tiempo que una
batería que se descarga 80% cada noche.
• Al determinar el tamaño de la batería, si necesitamos 100 vatio-horas cada
día, entonces querríamos comprar una batería que puede almacenar doble
esto.
• Estatus de carga: medir el voltaje cuando:
1. La batería esta desconectada del controlador de carga.
2. no tiene actividad por 30 minutos

21. Peligros y precauciones con
Acido!
baterías!
Gases inflamables!
Electrocución!

22. Inversor
• Transforma la corriente continua (DC) en corriente
alternativa
• Tres tipos de onda
tipo senoidal puro es el mas caro, pero necesario por aparatos electrónicos
sensibles

23. Protección contra relámpagos
Los componentes del sistema fotovoltaico como el regulador y el
inversor vienen incorporados con un sistema de protección eléctrica
contra cortocircuito e inversión de polaridad, faltando sólo la protección
contra descargas electrostáticas de la atmósfera, para lo cual es
necesario instalar una toma de tierra.
Cada equipo y la estructura metálica de los paneles se conectan con
alambre de tierra, y hay que instalar una varilla de tierra, cerca del
soporte de los paneles.
Además, se usa generalmente un “lightning arrestor” (arrestador de
relámpago) en la caja de conexiones.

24. Sistemas Fotovoltaicos
Diseño de un sistema de electrificación
Paneles solares Controlador de carga
Tipos de baterías Inversores
Cableado Bombillas y accesorio

25. Diseño de un sistema
comunitario
• Paneles FV
• Baterías
• Regulador
• Cargas DC
• Cables, etc.
• Si se necesita AC:
Inversor (peor rendimiento)

26. Calculo de la carga promedia
(ejemplo)
Unidades W Rendimiento Horas/dia Wh / dia
del inversor
Bombillas 4 11W n/a 4 176 Wh
fluorescentes 4 20W 3 240 Wh
LED 2 1.5W n/a 11 33 Wh
Otra carga 1 35W n/a 1 35 Wh
DC (sonido)
otra
Carga AC 1 110W 85% 1.2 157 Wh
(TV + DVD)
TOTAL 641 Wh

27. Datos Meteorológicos (ejemplo)
PSH

28. Perdidas y rendimientos
• El rendimiento de paneles FV baja cuando suba la temperatura
– El panel es negro: su temperatura es ~15°C mas alta que el ambiente
– La potencia disminuye de ~0,5% por cada grado encima de 25 °C
– Factor de p
– Perdida = [Ambiente (°C) +15°C -25°C ] x 0,5%
Rendimiento por temperatura = 100% - perdida = 85% a 95%
• Rendimiento promedio de una batería: ~85%
• Perdidas en conductores
Caída de tensión debida a la resistencia ΔV = 0,0357 x L x A
S
Donde:
S: Sección del conductor (mm2) L: Longitud del conductor (m)
A: Amperaje máximo (A) ΔV: Caída de tensión en conductor de cobre
Hay que diseñar el tamaño de los conductores para que la caída sea 2% a 5% en el total de todos
cables, o sea 0,24V a 0,6V en un sistema de 12V DC
Rendimiento eléctrico de los conductores = 100% - caída de voltaje (en%)
También usamos en la documentación tablas para cables, cuales combinan perdidas de
voltaje y secciones mínimas de seguridad.
En un circuito de 110V o 220V AC, cables estándares no generan caída de voltaje
importante
• Rendimiento de inversor: 80% - 90% : vea las especificaciones que da el vendedor

29. Potencia de paneles
• Energía disponible a la salida de la batería (Wh)
= Horas de sol / PSH (h)
x potencia nominal del panel (Wp)
x rendimiento por temperatura (%)
x rendimiento de la batería (%)
x rendimiento de cables (%)
• Entonces cuando se conoce la carga promedia:
Potencia de panel (Wp) =
________Carga (Wh)_______________
PSH (h) x Rendimiento combinado (%)
• Datos meteorológicos locales:
– Se usa el valor de PSH en el peor mes del año,
– para temperatura, usar temperatura diurna promedia
– Usar datos de RETscreen o de mapas regionales.

30. Potencia de paneles - ejemplo
Usando la carga estudiada antes: 641Wh
Y datos de RETscreen por Tarapoto
rendimiento FV por temperatura: 100% - 0,5% x (34,5° + 15° - 25°) = 88%
rendimiento bateria = 85%
rendimiento cableado = 97%
Potencia necesaria (Wp) =
________641 Wh_______ = 209 Wp
4.23h x 88% x 85% x 97%
Según modelos disponibles en el mercado, se puede
usar 4 paneles de 60Wp, 3 de 75Wp, etc.
Nota: Para una misma potencia nominal, paneles ‘amorfos’ toman 2x la
área de mono- o poli-cristalinos

31. Capacidad de batería
Los parámetros significantes para elegir la batería son:
• Cuantos días de autonomía se desean (para usar electricidad
en días sin sol)
Según el tipo de aplicación, el clima, y la comunidad, se usa de 2 a 5 días
• Que profundidad de descarga se diseña
Para un vida optima, se usa 50% a 60%
• El voltaje de la batería y del sistema
Por ejemplo, se puede alimentar un sistema de 12V DC con 2 baterías de 6V
Capacidad (Wh) = Carga diaria (Wh) x días de autonomía
profundidad de descarga (%)
La Capacidad de una batería se especifica normalmente en Ah
Capacidad (Ah) = ___Capacidad (Wh)_____
Voltaje del sistema (V)

32. Capacidad de batería - ejemplo
Usamos:
• 3 días de autonomía
• 50% descarga
• 12V para la batería y el sistema
• Carga de 641Wh,
con rendimiento batería = 85% y rendimiento cableado = 97%
carga efectiva = 641Wh / (85% x 97%) = 777Wh
Capacidad (Wh) = 777 (Wh) x 3 días de autonomía = 4665 Wh
50%
La capacidad de una batería se especifica normalmente en Ah
Capacidad (Ah) = 4665 Wh = 389 Ah
12V
Según modelos disponibles en el mercado, se puede usar
4 baterías de 104Ah, 2 de 200Ah, etc.

33. Capacidad de batería -
variabilidad
Si usamos:
• 2 días de autonomía en vez de 3
• 60% descarga en vez de 50%
• Y todo el resto igual
Capacidad (Ah) = 777 (Wh) x 2 días de autonomía = 216 Ah !
60% x 12V
O sea cerca de la mitad del valor calculado antes!

34. Observación de variabilidad
HojaCalculoCEDECAP06.xls

35. Gestión de cargas
Para mantener un manejo adecuado de la carga, hay que observar los siguientes
detalles:
1.) Asegúrese de que no use cargas mayores a las de diseño.
2.) Aún cuando haya un solo día sin sol, trate de ahorrar el consumo de energía
ese día.
3.) Si es posible, diseñe su sistema con una capacidad de un 20% a un 50% más
de la calculada.
CUANDO EL CONTROLADOR DE CARGA DESCONECTA EL SISTEMA,
SIGNIFICA QUE LA ENERGÍA ACUMULADA EN EL BANCO DE BATERÍAS,
INCLUYENDO MÁS DE TRES DÍAS DE RESERVA, SE HA AGOTADO Y SERÁN
NECESARIOS TRES DÍAS CON BUEN SOL Y SIN CONSUMO PARA QUE EL
BANCO SEA RECARGADO DE NUEVO

36. Regulador de carga
• La especificación mas importante es el corriente (A) que el regulador debe ser capaz
de aguantar, en el lado de la carga Y en el lado de la fuente.
– Lado FV / fuente – vea las curvas I-V: el corriente máximo es el de corto-circuito Icc de los
paneles. Generalmente se añade un 25% por picos y encima otro 25% de seguridad, o sea un
56% total
– Lado de carga: usa el total (W) de todas las cargas encendidas al mismo tiempo
• Tambien hay que seleccionar la tension de entrada (12V o 24V para sistemas
pequenos) y la tension de salida por (generalmente 12V). Unos reguladores
aceptan 24V de entrada y 12V de salida.
• Además, hay que seleccionar los tipos de protección que desea:
sobrecarga, bajo voltaje (LVD), sobreintensidad, polaridad reversa, corto circuito, etc.
Y la forma y tipo de información que quiere: pantalla o LEDs
• Evitar protecciones que usan fusibles: si se queme, el usuario podría remplazarlo por
alambre y dañar el equipo.

37. Tamaño de conductores (1)

38. Tamaño de conductores (2)

39. Ejemplo de diseño :
Chirinos / Escuela de La Tranca
• Acabamos de instalar este sistema al norte de Jaen (Peru).

41. Ejercicio de diseño (1)
• Diseña un sistema similar para Huancayo, sin carga AC, y doblando el uso
semanal del equipo de sonido
• Mira a dos casos con varios % de descarga y días de autonomía

42. Ejercicio de diseño (2)
• Diseña un sistema similar para una clínica en Huancayo,
con una refrigeradora AC en vez de TV y DVD, y no equipo de sonido
• Mira a dos casos con varios % de descarga y días de autonomía

43. Ejemplos de potencias requeridas

44. Sistemas Fotovoltaicos
Componentes: selección
Paneles solares Controlador de carga
Tipos de baterías Inversores
Bombillas y accesorios Luz de LED

45. Tabla de ejemplos de
paneles

46. Tabla de ejemplos de
baterías

47. Tabla de ejemplos de
reguladores
• Texto

48. Interpretar la información del
Regulador – ejemplo SHS
Cada regulador
es diferente.
Hay que tener el
manual de
usuario para
interpretar
que significan
las luces

49. Interpretar la información del
Regulador – ejemplo SS
LED VERDE:
El indicador de LED verde se encenderá si la luz del sol se
encuentra disponible para la carga de la batería. El LED verde se
apagará durante la noche.
LED ROJO: (opcional) -
Cuando el estado de la carga de la batería caiga por debajo del
punto predeterminado de LVD, la carga será desconectada y se
encenderá el LED rojo.
Esto indica que el controlador ha desconectado la carga para
proteger la batería de posteriores descargas y de posibles daños.

50. Tabla de ejemplos de inversores
• Texto

51. Sistemas Fotovoltaicos
Instalaciones
Instalación aspectos para un buen proceso
Dimensiones de alambre
Conexión de alambre y protección
Montaje de paneles solares

52. Paneles
• Orientación (N/S = azimut), ángulo, fuera de cualquier sombra, protegidos de
robos y animales, fáciles de limpiar
• Sobre poste, o techo si es bastante fuerte y de buena orientación.

53. Paneles en serie o paralelo
• Hay dos maneras de conectar los paneles solares y las baterías: en serie o en paralelo. Si se
conectan en serie, se mantiene el amperaje y se suman los voltajes. Si se conectan en
paralelo, se mantiene el voltaje y se suman los amperajes. Los siguientes ejemplos son para
paneles solares, pero también son válidos para la conexión de baterías.
• Para potencias largas, conectar paneles en serie
permite usar cables de menor tamaño sin
demasiadas perdidas.
Ejemplo: Potreritos, 22 paneles = 11 en serie x 2 en
paralelo, maneja una bomba con 170V

54. Cableado
• Los cables del panel al controlador debería ser de tamaño suficiente, pero
suficiente corto para que no hay peligro que nadie los jala.
• A la ubicación del panel y ubicación del edificio, ajusta el cable bien para que:
-No haya tensión en la caja del panel
-No hayan ángulos cerrados donde el cable entra el edificio

55. Controlador / Regulador
El controlador necesita ser montado en un
ubicación donde no hay mucha actividad, para
evitar la posibilidad de choques. Necesita ser
montado bien sujeto a la pared, en un lugar
donde los cables que entran y salen pueden
ser pegados al edificio.
Si es dentro de una caja, usa una tapadera
transparente. Así se pueden ver las LEDs.

56. Batería
La batería necesita estar cerca al controlador para limitar la longitud de los
alambres, y reducir las perdidas en el cable.
Debería estar en una caja no-metálica (de madera o plástico), bien
ventilada para que los gases podan escapar, y cubierta para que nada
de metal este colocado encima.

57. Cables
• Cables deben ser ordenados y atados en
todo los lugares.
Esto facilita chequear para problemas y
evitar que algunas cosas estén colgadas
en el alambre.
• El alambre necesita ser de tamaño
suficiente para evitar caída de tensión.
• Debe disminuir el tirón en todos los
puntos donde se termina el alambre para
evitar tensión en la conexión.
• Toda la terminaciones deberían ser
hechas con equipo correcto (tuerca de
alambre o terminales propios).
• Evita desencapillar, enroscar y pegar con
cinta.

58. Interruptores
Intenta instalar un interruptor para cada lámpara. En esta manera, si solo se
necesita una lámpara, se pueden apagar los otros.
Es bueno instalar los interruptores cerca del controlador porque esto reduce el
numero de terminaciones y conexiones y puntos de falla potencial. Entonces
cada cable es conectado directamente de la caja del controlador a la lámpara. Si
es importante instalar un interruptor lejos del controlador, cerca a la lámpara, lo
mejor es hacer todas las terminaciones en la lámpara o en el apagador, y no
cortar el alambre para poner interruptor.

59. Conecciones de Carga
• Todo los alambres a las cargas deberían ser conectados a través del controlador de carga.
No alambre debe terminar en la batería excepto por el alambre al controlador de carga.
• Si una carga es conectada directamente a la batería, entonces esta carga no estará
apagada cuando el controlador de carga apague las cargas para proteger la batería, y la
batería va a fallar.

60. Investigación de averías (i)
Problema posible causa comprobar solución
una bombilla no la bombilla está dañada o compara con otras bombillas si solo una no funciona, remplázala
se quemada
enciende
el interruptor está apagado enciende el interruptor
los cables de esta bombilla o verifica si todo esta bien apreté bien todo
carga no están bien apretado entre bombilla,
conectados al regulador interruptor, y regulador
Ninguna La batería está descargada, y el Indicador "BAJA" en controlador Apaga el sistema y espere que la batería se
bombilla regulador la ha está encendido carga. El suministro se restablece
se desconectada automáticamente
enciende
Hay un corto circuito en el lado de mira si hay una luz encendida busca y repara el corto circuito
carga marcada "error"
conexiones sueltas o con verifica si todo esta bien si hay corrosión, limpia. apreté bien todo
corrosión apretado al regulador
Las bombillas o la carga está drenando más No usa el sistema por unos días Reduzca el uso del sistema, y comprobé varias
el equipo energía de la que el y vea si la situación maneras de manejar la carga del sistema
se apagan conjunto fotovoltaico puede cambia. Si no cambia, (Wh)
muy de proveer. vea las partes "batería
prisa cada baja"
noche
Un equipo no el equipo está dañado o quemado vea si hay un fusible quemado remplaza el fusible
se en el equipo
enciende

61. Investigación de averías (ii)
Batería baja: La luz Terminales de la batería Verifique la polaridad de las Conecta los terminales correctamente y
"baja" se invertidas conexiones en el limpios.
queda controlador, inversor, (caja
encendida; la de fusibles si hay) y
batería no se baterías.
carga
Terminales de la batería Verifique el contacto de los Conecta los terminales correctamente y
sueltas terminales (+) y (-) en limpios.
controlador, inversor y
batería.
Batería no tiene bastante Verifique el nivel de agua en la Si no es sellada, completa el nivel de agua con
agua batería si no es sellada. agua destilada
El tipo de batería no es Verifique que se haya Si se necesita, cambia la conexión
seleccionado seleccionado el tipo
correctamente en el correcto de batería
controlador. (sellada o con líquido)
Alambre dañado o no Mide el voltaje entre el terminal Si la caída de voltaje es mas de 5% vea si el
bastante grueso del controlador y el poste alambre esta parcialmente cortado, o
de la batería en el mismo demasiado pequeño. Repare o
alambre remplázalo.
Batería envejecida, no se Mide si el voltaje de la batería no La batería no retiene la carga, remplazarla.
carga sube, o sube en el día pero
se cae rápidamente en la
noche con el sistema
pagado,
Fusible en el controlador está Si el fusible está quemado cámbielo, y busca
quemado razones porque el fusible se quemo:
cortocircuito, o polaridad incorrecta

62. Investigación de averías (iii)
Batería baja: La luz Controlador dañado compara el voltaje de la batería Verifique el estado de carga de la batería.
"baja" se queda con el voltaje especificado desconéctala del sistema y espera por
encendida; la batería como LVD media hora. Usa un multimetro para
no se carga chequear el voltaje. Algunos
controladores tienen un nivel de voltaje
mínimo que se necesita de la batería en
orden a encenderse. Si el voltaje de la
batería es tan bajo que es menos que el
voltaje mínimo, puede ser que no hay
problemas con el controlador. En esto
caso, tiene que remplazar la batería con
una batería buena para probar el
sistema.
El panel solar no provee Verifique que el "LED" de Si no está encendida, vea "Panel no entrega.."
bastante voltaje para módulo en el controlador
cargar la batería esté encendido en el día,
eso indicará que sí está
generando.
en bueno sol y con la batería Si el voltaje está bajo, Vea "panel no entrega…"
desconectada, medir el si el voltaje está correcto, continua a
voltaje donde los alambres siguiente prueba
del panel solar entra el
controlador . Esto debería
ser el voltaje de circuito
abierto del panel, de 17 a
20 V
Controlador dañado después, conecta la batería al Si el voltaje está el mismo que en la entrada
controlador de carga y vea (17-20V) , el controlador esta dañado..
se mide un voltaje de
carga bastante alta para
la batería: debería ser ~
14V.

63. Investigación de averías (iv)
Panel FV no entrega Módulo sombreado. Busque siempre que el módulo Limpia el panel si hay mucho polvo. Cambie
suficiente reciba sol todo el día. de ubicación o corta árboles de ser
voltaje necesario.
Módulo mal conectado. Verifique polaridad tanto en el Corrige polaridad si es necesario. Apriete bien
módulo, en el controlador y los terminales.
la batería
un diodo del panel está abre la caja de conexión del Si se ve que el diodo esta quemado, Y si solo
quemado panel y mira hay un panel en la instalación saque el
diodo. También verifica que la polaridad
de la batería está correcta
el panel está dañado 1) desconecta el alambre del Si el voltaje es muy bajo, el panel necesita
panel solar del controlador. remplazar
2) en bueno sol, mide el
voltaje del circuito abierto
El voltaje de la el regulador no está Verifique que se haya Si se necesita, cambia la conexión
batería está conectado seleccionado el tipo
demasiado alto correctamente correcto de batería
(sellada o con líquido)

64. Sistemas Fotovoltaicos
4. Sostenibilidad en áreas rurales
Rol de la comunidad, la organización y el marco regulatorio
Presentación de casos prácticos

65. Planeamiento General
I. Etapa de Factibilidad
1. Trabajando con la Comunidad
2. Evaluación de Recursos Energéticos
3. Evaluación de Necesidad Energética/Demanda
a. Uso Actual
b. Necesidades Futuras de Proyecto
4. Evaluación de Usos de Electricidad que Genera Ingreso
5. Selección de Sitio
6. Consideraciones Ambientales
7. Evaluación de Viabilidad Inicial
II. Plan de la Comunidad
8. Evaluación de lo que la Comunidad puede Ofrecer
9. Desarrollo de Estructura de Gerencia Local
10. Determinar Estructura para la Tarifa Residencial
11. Planificación de Usos de Electricidad que Genera Ingreso para asegurar Viabilidad Económica
12. Desarrollo y Firma de Contratos Comunitarios
III. Etapa de Diseño
13. Diseño Civil – La Estructura Física del sistema de Generación
14. Sistema Distributivo – Proveer la Energía al Usuario Final
15. Diseño Electro-Mecánico
16. Estimación de Costos: Equipo, Materiales, y Labor

66. Planeamiento General
IV. Etapa de Financiación
17. Recaudar fondos para Investigación
18. Recaudar Fondos y Escribir Solicitudes de Asistencia Financiera
19. Solicitud de Financiamiento- Cartas de Solicitud, Aplicaciones para Solicitar Financiación
20. Asegurar Financiación
V. Antes de Construcción
21. Ordenar el equipo electro-mecánico
22. Definir papeles de trabajo justo y cronograma de construcción con la comunidad
23. Movilización de la comunidad; hacer metas y expectantes claras
24. Obtener estatus legal para la organización comunitaria
25. Capacitación para la comunidad
26. Completar el acuerdo de uso de poder y reglas del sistema
27. Clarificar papeles de gerencia de la comunidad, el ONG y socios internacionales
28. Transporte de equipo electro-mecánico
VI. Construcción
29. Ceremonia de empezar construcción
30. Construcción de obras civiles
31. Armar sistema de distribución-Líneas de transmisión, Alambre de casas, y Seguridad
32. Instalación de equipo electro-mecánico

67. Planeamiento General
VII. Comisión
33. Comisión y Prueba de Sistema
34. Completar estructura de Gerencia del sistema
a. Colección de tarifas
b. Cuentas del banco
c. Gerencia financiero-Operación y Mantenimiento, Pagar Operadoras,
Fundo de Reserva, Prestamos (si hay)
35. Capacitación de Operadoras
36. Ceremonia de Encender sistema
VIII. Después de Comisión
37. Apoyo continuo necesario
b. ONGs
c. Fabricantes y vendedores
d. Comunidad
38. Evaluación y Repaso del Proyecto-Después de un ano y mas allá.

68. Sostenibilidad Financial
Manejo del Fondo Comunitario para Operación del Sistema
Gastos de operación del sistema,
Numero de Operadores x salarios
Numero de Personas que Recogen Tarifas x salarios
Gastos de mantenimiento (arreglos pequeños, repuestos y limpieza)
Gastos de reparación del sistema (piezas y equipo, + técnico)
Fondo de reserva para mejoramientos y otros proyectos de la comunidad.
Ingreso de Operación
Numero de Casas x Tarifa promedio del mes
?Interés sobre micro-crédito?

69. Costos de mantenimiento y reparación
Ejemplo: La Tranca
Escuela: __________416_ Wh, 170Wp, 300Ah
Centro de Salud: ___164_ Wh, 85Wp, 150Ah
Centro Comunal: no
Descripción frecuencia Costo por unidad Costo por año
Bombillas (6x15W, Cada año? $ 20 $120
3x11W) $ 13 +$39
Baterías 3 cada 2 años $139 $209
Regulador 2 cada 4 años $50 +$97 $37
Inversor cada 5 años $300 $60
Agua destilada ¿ $10
S/35
herramientas $20
Misc $50
TOTAL $535
El costo de mantenimiento es de $535 por año. La comunidad necesita colectar y ahorrar $535
por año. Es muy importante ahorrar regularmente, porque unos años los costos serán mas
bajos, pero otros años serán mas altos.

70. Gestión de cargas
Para mantener un manejo adecuado de la carga y asegurar la vida mas larga
posible de la batería, hay que observar los siguientes detalles:
1.) Asegúrese de que no use cargas mayores a las de diseño.
2.) Aún cuando haya un solo día sin sol, trate de ahorrar el consumo de energía
ese día.
3.) Si es posible, diseñe su sistema con una capacidad de un 20% a un 50% más
de la calculada.
CUANDO EL CONTROLADOR DE CARGA DESCONECTA EL SISTEMA,
SIGNIFICA QUE LA ENERGÍA ACUMULADA EN EL BANCO DE BATERÍAS,
INCLUYENDO LOS TRES DÍAS DE RESERVA Y MÁS, SE HA AGOTADO Y
SERÁN NECESARIOS TRES DÍAS CON BUEN SOL Y SIN CONSUMO PARA
QUE EL BANCO SEA RECARGADO DE NUEVO

71. Gestión de cargas

72. Afiche para usuarios - ejemplo

73. Afiche para usuarios - ejemplo

74. Afiche para usuarios - ejemplo

75. Afiche para usuarios - ejemplo

76. Afiche para
usuarios -
ejemplo

77. Problemas técnicos mas comunes
PROBLEMA CAUSA SOLUCIÓN
Terminales de la Verifique la polaridad de las
batería invertidas o conexiones en el controlador, inversor,
caja de fusibles y baterías.
sueltas.
Verifique el contacto de los terminales
(+) y (-) en controlador, inversor y
batería.
Verifique el fusible del controlador. Si
No enciende la está abierto cámbielo.
carga.
Verifique el estado de carga de la
Batería baja. batería. No utilice el sistema y permita
que se recargue.
Indicador "BAJA" El suministro se restablece
en controlador es automáticamente
encendido
Módulo mal Verifique polaridad tanto en el módulo, en
conectado. el controlador y la batería. Apriete bien
los terminales.
Busque siempre que el módulo reciba sol
todo el día. Cambie de ubicación de ser
necesario.
Módulo sombreado. Verifique que el "LED" de módulo esté
encendido en el día, eso indicará que sí
No se carga la está generando.
batería. Si la batería sube de voltaje en el día pero
Batería envejecida. se cae rápidamente en la noche, no retiene
la carga, reemplazarla.

78. Sostenibilidad Social
Grupos de participantes van a discutir los temas siguientes y definir respuestas.
Después, cada grupo va a presentar a todos
Comunidad apropiada
• ¿Que criterio tiene una comunidad apropiada?
• ¿ Como desarrolla la relación entre la ONG y la comunidad?
• ¿ Que tipo de encuestas debería ser hecho en la comunidad antes de empezar un
proyecto?
• ¿ Como se puede involucrar la comunidad en el proceso de diseñar el proyecto?
Sostenibilidad al nivel de la comunidad
• ¿ Como determinar la tarifa en la comunidad?
• ¿ Como puede un proyecto de electricidad o luz generar ingreso?
• ¿ Cuando falla una batería, o hay piezas que necesitan remplazar, quien debería
remplazarla: el comité, la ONG, (la escuela)? ¿ Que son las ventajas o desventajas
de cada uno?
• ¿ Como se podrían gestionar las financias?

79. Sostenibilidad Social (2)
Modelos de financiamiento
• En algunos proyectos solares, el equipo es donado a la comunidad. En otros, esta
vendido a familias con crédito, a través de un a micro-empresa.
También hay proyectos en cuales la familia paga por el servicio de electricidad pero
el equipo pertenece a la ONG o micro-empresa.
• ¿ Que son las ventajas y desventajas de cada modelo?
• ¿ Que implican estos modelos en cuanto a:
– Población servida?
– Servicio técnico para el equipo?
– Crecimiento general del proyecto?
– Costo de empezar el proyecto
Gestión de la comunidad
• ¿ Cuales papeles de gestión deberían llenar miembros de la comunidad?
• ¿ Como se podría asegurar que toda la comunidad este representada: mujeres,
niños, hombres?
• ¿ Que debería ser el estatus legal del comité de la comunidad y propiedad legal del
equipo?
• ¿ Cuales reglas y regulaciones deberían ser definidas?

80. Sostenibilidad Social (3)
Sostenibilidad de la ONG
• ¿ Que papel debería tener la ONG en el apoyo del proyecto a largo
plazo?
• ¿ Como se podría conseguir dinero para ofrecer este apoyo?
• ¿ En que maneras pueden ONGs generar ingreso para mantenerse?
• ¿ Que se puede incluir en presupuestos de proyectos?
• ¿ Como se financian proyectos?
Para ejemplos de soluciones, refiéranse al documento de Green
Empowerment titulado:
“Aspectos Financieros y Organizacionales de un Proyecto Comunitario de
Energía Renovelable” - Enero 2004

81. Sistemas Fotovoltaicos
Referencias

82. Referencias
• Manual de Capacitación, Sistemas Fotovoltaicos
Green Empowerment y ITDG, Cajamarca, Perú, Junio 2005
• Aspectos Financieros y Organizacionales de un Proyecto Comunitario de Energía
Renovelable, Green Empowerment, 2005
• Photovoltaics Design and Installation Manual
Solar Energy International, New Society Publishers, 2004
www.solarenergy.org
• Guia para aplicaciones, Bombeo de agua con energía solar
http://www.kyocerasolar.de/ (KyoceraGuiDeBombeoSolar.pdf)
• Direct Energy Conversion, Angrist, Allyn & Bacon, 1976
• Solar Energy Thermal Resources, Duffie & Beckman, Wiley & Sons, 1974
• APLICACIONES-1000Wp.zip , http://www.isofoton.com/
• Aprendamos sobre Energías Renovelables, Campaña de Educación sobre Energías
Renovelables (electricidadsolar.ppt)
WWF, Fundacion Natura (Ecuador), Ministerio de Energía y Mines (Ecuador), 2004?
Tambien vea documentos adicionales en el CD.
www.retscreen.net Recursos Naturales Canadá – con software
http://www.solar4power.com/solar-power-global-maps.html
www.nrel.gov Laboratorio Nacional de Energías Renovables, EE.UU
Tambien vea lista de sitios web “Solar equipment vendors.doc” en el CD.