Presentacin

En Bolivia, la cobertura elctrica rural a travs de

redes elctricas se ha incrementado de manera

sensible durante los ltimos aos. Este crecimien-

to de las conexiones rurales se encuentra en con-

cordancia con la necesidad de cumplir los obje-

tivos de desarrollo del milenio y de lograr una

efectiva lucha contra la pobreza.

Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados,

muchas comunidades no tendrn acceso a la

energa elctrica por medios convencionales, de-

bido a su dispersin geogrfica, y aislamiento.

En este contexto, las fuentes de energa renovables

como la solar y, tecnologas modernas y confa-

bles como los sistemas fotovoltaicos, permitirn

cumplir el objetivo de proveer energa elctrica

para satisfacer demandas bsicas de uso doms-

tico, social y productivo.

Bolivia, avanza significativamente en la imple-

mentacin de sistemas fotovoltaicos en el rea

rural. En los ltimos aos 5 aos, se han instalado

ms de 6000 escuelas, casi 10000 viviendas, y

ms de 200 sistemas de bombeo de agua, todos

con sistemas fotovoltaicos. Y esta tendencia sigue

en aumento. Se estima que existe un potencial de

casi 200.000 instalaciones fotovoltaicas por reali-

zarse aun en el pas, para abastece demandas

rurales aisladas de energa.

En este contexto, ENERGETICA publica este ma-

nual de instalacin de sistemas fotovoltaicos, para

contribuir a una correcta instalacin, operacin y

mantenimiento de estos equipos. Esta versin est

actualizada respecto a las ediciones anteriores que

se publicaron el ao 1997 y 2002, incorporando

recomendaciones que son producto de la aplica-

cin de la norma boliviana de instalaciones de

sistemas fotovoltaicos NB 1056, as como obser-

vaciones, sugerencias y correcciones de los tcni-

cos y responsables de proyectos de ENERGE-

TICA.

Esperamos que este Manual de Instalacin de Sis-

temas Fotovoltaicos, cumpla con los objetivos

previstos y sea de utilidad para quienes se encuen-

tran trabajando con esta tecnologa.

Cochabamba, Agosto de 2008

Revisin y complementaciones,edicin 2008:

Miguel Fernndez Fuentes

Autores ediciones 1997, 2002:

Miguel Fernndez F.; Ronald Cavero H.;

Renn Orellana L.

Concepcin grfica y diagramacin:

Juan Carlos Parra Balderrama

Bolivia. 2008

3000 ejemplares

ENERGETICA

Calle La Paz No. 573

www.energetica.org.bo

Se autoriza la reproduccin total o parcial de este

manual, mencionando siempre la fuente.

Indice

Principios de Electrotecnia 00

El electrn 00

Corriente elctrica 00

Clases de corriente 00

Corriente alterna 00

Corriente continua 00

Diferencia de Potencial o Voltaje 00

Resistencia Elctrica 00

Resistividad 00

Potencia elctrica 00

Ley de Ohm 00

Captulo 1

Introduccin a los sistemas fotovoltaicos 00

Energa del sol 00

El panel fotovoltaico 00

Caracterstica I-V de las clulas 00

Efecto de la temperatura 00

Sistemas de regulacin 00

La batera 00

La capacidad de la batera 00

La gasificacin 00

Operacin 00

Captulo 2

Aplicaciones fotovoltaicas 00

Sistemas domsticos 00

Sistemas de uso comunal 00

Lmparas fotovoltaicas 00

Iluminacin pblica 00

Bombeo de agua 00

Sistemas de apoyo a la educacin rural 00

Refrigeracin fotovoltaica 00

Captulo 3

Componentes del SFV

Captulo 3.1 00

El panel fotovoltaico 00

Transporte 00

Instalacin del panel 00

Ubicacin 00

Orientacin 00

Inclinacin 00

Montaje 00

Postes de madera 00

Postes metlicos o serchas 00

Estructuras para instalaciones en postes 00

Techos 00

Pared 00

Suelo 00

Tipos de montaje - Cuadro comparativo 00

Captulo 3.2

El regulador de carga 00

Transporte del regulador 00

Instalacin del regulador de carga 00

Ubicacin 00

Montaje 00

Sobre la pared directamente 00

Sobre base de madera 00

En cajas (de proteccin) 00

Captulo 3.3

La batera 00

Transporte 00

Instalacin de las bateras 00

Ubicacin 00

Captulo 3.4

Las cargas elctricas 00

Lmparas fluorescentes 00

Transporte 00

Instalacin 00

Radio o radiograbadoras 00

Otras cargas 00

Captulo 3.5

Accesorios de instalacin 00

Material de proteccin personal 00

Captulo 3.6

El cableado 00

Cableado entre panel y regulador 00

Cableado entre regulador y batera 00

Cableado entre el regulador y las cargas 00

Elementos de seguridad 00

Captulo 4

Mantenimiento 00

Mantenimiento del panel 00

Mantenimiento del regulador 00

Mantenimiento de la batera 00

Mantenimiento de lmparas fluorescentes 00

Mantenimiento de otros componentes 00

Principios de Electrotecnia

El Electrn

El electrn es un componente del tomo y bsicamente

es una pequea partcula de electricidad.

La cantidad de carga que representa el electrn es la

cantidad de electricidad ms pequea que puede exis-

tir.

Corriente Elctrica

Se denomina corriente elctrica al flujo de electrones o

cargas elctricas a travs de un conductor, ocasionado

por una diferencia de potencial o voltaje.

El AMPERIO (A) es la unidad prctica de la intensi-

dad elctrica.

La corriente elctrica no se puede ver, pero se puede

comprobar su existencia por medio de los efectos que

produce al circular por un circuito o al convertirse en

otra forma de energa como calor, movimiento, sonido,

luz, etc.

Clases de corriente

Existen dos tipos de corriente:

La corriente Continua y la corriente Alterna.

Corriente continua

La corriente continua es aquella que fluye en un solo

sentido y que no cambia con el tiempo.

Se produce a partir de una fuente de voltaje (con un

terminal positivo y uno negativo) como una pila, una

batera o un panel fotovoltaico, (ver figura 1).

Corriente alterna

Es la corriente que se mueve de un sentido a otro en un

periodo de tiempo dado como se ve en la figura 2.

Diferencia de Potencial o Voltaje

Para hacer circular los electrones a travs de un con-

ductor se necesita una diferencia de potencial elctrico

llamado voltaje o tensin elctrica el cual tiene su uni-

dad de medida, el VOLTIO (V).

Resistencia Elctrica

Es una de las caractersticas que tienen los materiales,

a oponerse al flujo de la corriente elctrica a travs de

ellos.

A temperatura constante, la relacin entre la diferencia

de potencial "V" y la intensidad "I", de un conductor,

es constante. Esta constante se llama resistencia "R" y

la unidad de medida es el OHMIO ().

Resistividad

Se ha comprobado experimentalmente que la resisten-

cia de un conductor de longitud L y seccin A es:

R = x L / A

Donde es un coeficiente caracterstico de cada mate-

rial llamado resistividad elctrica.

Esta expresin indica que, al aumentar la longitud del

conductor aumenta el camino que deben recorrer los

electrones bajo una diferencia de potencial aplicada,

con lo que aumenta la resistencia.

Al aumentar la seccin se dispone de ms electrones

que pueden moverse a lo largo del conductor, aumen-

tando la corriente lo que equivale a disminuir la resis-

tencia del material.

Potencia Elctrica

La electricidad es una forma de energa que puede ser

convertida en trabajo como: mover el motor de una

bomba, calentar la hornilla de una cocina o producir la

incandescencia en el filamento de una lmpara para

alumbrado y muchas otras aplicaciones.

La unidad con que se mide la potencia es el VATIO

(W).

Industrialmente no se usa el vatio o watt, sino 1.000

veces este valor, dando as el kilovatio o kilowatt

(KW).

La potencia elctrica puede expresarse como el pro-

ducto del voltaje, multiplicado por la intensidad de co-

rriente o sea:

P = V x I P = R x I2

Donde : P = potencia

V = voltaje

I = corriente

R = resistencia

Ley de Ohm

La ley de OHM expresa que la intensidad de corriente

que circula en un circuito es igual al voltaje dividida

por su resistencia o sea I = V / R

Por tanto, si se conoce la tensin de una batera y la re-

sistencia del circuito, podemos calcular cuantos ampe-

rios circulan, dividiendo los voltios por los ohmios.

Para calcular un voltaje, si se conoce la corriente y la

resistencia

V = I x R

Para calcular una resistencia, si se conoce el voltaje y

la corriente

R = V/ I

APLICACIONES

El circuito ms sencillo es aquel compuesto por

una batera (fuente de voltaje) y una resistencia;

si conocemos el valor del voltaje de la batera y

el valor en ohmios de la resistencia, se puede cal-

cular la corriente que circula por el circuito.

De la frmula: I = V / R

I = 12V / 20

I = 0.6A

Si se quiere conocer el voltaje y tenemos los da-

tos de la corriente y resistencia seria:

V = R x I

V = 12 x 4

V = 48 V

1

Introduccin a los SFV's

Energa del Sol

La creciente demanda de energa ha suscitado un gran

inters hacia el estudio de nuevas fuentes de energa.

De todas ellas la energa solar es la que presenta mayo-

res perspectivas de desarrollo.

Tecnologas convencionales son altamente contami-

nantes y dependen de recursos limitados para la pro-

duccin de energa. En cambio, la tecnologa fotovol-

taica genera electricidad de una manera limpia contan-

do con una fuente inagotable de energa, el sol.

El panel fotovoltaico

Los sistemas fotovoltaicos (SFV) producen electrici-

dad directamente de la luz del sol. El corazn de todo

SFV es el panel o mdulo solar que se compone de c-

lulas individuales que crean una tensin y corriente

continua al ser expuestas al sol.

En un panel, unas

clulas se conectan

en serie para

elevar el voltaje y

otras en paralelo

para elevar la

corriente a un nivel

ms til.

Un conjunto de

paneles interco-

nectados se llama

un arreglo.

Caracterstica I-V de las clulas

En la curva Corriente-Tensin (I-V), que define el

comportamiento de una clula fotovoltaica, se pueden

observar algunos parmetros tpicos que definen una

clula y que son explicados a continuacin:

a) Corriente de Cortocircuito (Isc)

Es aquella corriente que se produce cuando se tiene

tensin cero y puede ser medida directamente con un

ampermetro conectado a la salida de la clula FV, su

valor est en funcin de la superficie de la clula (pa-

nel o arreglo), su temperatura y la radiacin incidente

sobre la misma.

b) Tensin de circuito abierto (Voc)

Es la tensin que puede ser medida al no existir carga

conectada y representa la tensin mxima que puede

dar una clula (panel o arreglo). Su medicin se realiza

conectando el voltmetro en los bornes.

c) Potencia Mxima (Pmax)

Es la potencia que puede dar una clula (panel o arre-

glo) y se define por el punto en la curva I-V, donde el

producto de la corriente y la tensin es mxima (rea

debajo de la curva mayor).

Todos los puntos de la curva generan valores inferiores

a la potencia mxima. Los valores de tensin mxima

(Vm) y corriente mxima (Im) corresponden a este va-

lor de potencia.

d) Potencia Pico (Wp)

Es la potencia que d un panel bajo condiciones de

laboratorio, es decir con una radiacin solar de 1000

W/m2 y con una temperatura de 25C.

Efecto de la temperatura

En el caso de los SFV el desempeo de los paneles

disminuye cuando la temperatura aumenta consi-

derablemente.

Los paneles son diseados para trabajar a cierta

temperatura (25C por ejemplo), temperaturas ma-

yores a esta, producirn una disminucin de la ten-

sin generada en aprox.2 mV/C.

A la vez, una elevacin en la temperatura causa un

aumento en la corriente casi insignificante en

aprox. 0.06%/C.

Por lo tanto, la potencia (producto de la tensin y

la corriente) disminuye con el aumento de la tem-

peratura en aprox. 0.45%/C.

A la temperatura ambiental de 28C, el panel po-

dra llegar hasta 60C. Por eso, es importante que

haya una ventilacin adecuada para el panel.

Sistema de regulacin

El control del sistema fotovoltaico es el regulador de

carga. Regula la energa que se conduce desde el panel

a las cargas y a la batera.

Tambin protege la batera de sobrecargas y de sobre-

descargas, y controla el suministro de energa a las

cargas desde la batera.

Si la batera est cargada, el regulador "dosifica" el

paso de corriente a la batera, protegindola de so-

brecarga.

Otra de las funciones del regulador es la de proteger a

la batera de sobredescarga. Al llegar a un estado de

carga muy bajo, el regulador la desconecta de las car-

gas hasta que se reponga la energa prdida (hasta que

la batera llega al punto de trabajo nuevamente).

La Batera

Un sistema fotovoltaico puede estar conectado directa-

mente a diversos tipos de carga de corriente continua,

y estos podran trabajar optimamente, durante el tiem-

po en que el sol estuviera iluminando a los mdulos.

Sin embargo, en la mayor parte de las aplicaciones de

sistemas fotovoltaicos, ser necesario utilizar bateras

o bancos de bateras para almacenar la energa gene-

rada durante el da y poder usarla de noche.

De esta manera, con la utilizacin de las bateras, el

sistema se tornar ms confiable y prctico, princi-

palmente si tenemos en cuenta la existencia de varios

das nublados durante el ao.

El tipo ms conocido, y ms usado, de batera, es de

plomo-cido. Est compuesta esencialmente de dos

electrodos sumergidos en un electrolito.

El voltaje nominal de cada celda que compone una

batera de plomo-cido es de 2 voltios, una batera

tpica tiene una tensin en bornes de 12 V, lo que

implica que est formada por 6 celdas conectadas en

serie; en la prctica, el voltaje en los electrodos vara

segn la situacin:

- cuando no hay carga conectada, el voltaje est entre 12.8 V y 12.0 V, segn el estado de

recarga.

- durante el proceso de descarga, el voltaje baja de 12V a 10.2 V, segn la corriente de carga y

el estado de recarga.

Con un voltaje final de descarga de 10.2 a 10.8V, se

considera a la batera como descargada.

La capacidad de la batera

Se define como capacidad de la batera a la cantidad de

electricidad que puede obtenerse durante una descarga

completa de una batera totalmente cargada.

La capacidad de la batera es medida en Amperios-

hora (Ah), y es el producto de la corriente de descarga

por el tiempo que esta dura, por ejemplo, si tenemos

una batera de 120 Ah, significa que la batera puede

generar 12A durante 10 horas continuas.

La Gasificacin

Durante el proceso de carga (especialmente en su parte

final) o cuando la corriente de recarga es muy alta, la

batera desprende gases de hidrgeno y oxgeno,

produciendo una prdida del agua que forma parte del

electrolito.

Estos gases se combinan en la batera para formar un

gas detonante (explosivo) que escapa de la batera. Los

tapones, o respiradores de la batera tienen la funcin

de dejar escapar estos gases.

Normalmente, es necesario aadir hasta un litro de

agua cada seis meses a la batera.

Por esta razn, es necesario colocar la batera en un

lugar ventilado para que esos gases se disipen. Debido

a la gasificacin, la batera pierde agua, que, durante el

proceso de mantenimiento, tiene que ser respuesta

regularmente.

Operacin

En el funcionamiento de un sistema fotovoltaico. Se

pueden definir dos estados de funcionamiento.

Operacin diurna

Durante el da el panel fotovoltaico genera energa

elctrica, la cual es conducida hacia la batera y sta a

su vez alimenta las cargas (lmparas, radios, etc).

El regulador controla toda la operacin. Mediante sus

luces indicadoras, normalmente muestra el estado de

carga de la batera y la conexin del panel.

Operacin nocturna

Durante la noche el regulador detecta que no existe ge-

neracin del panel fotovoltaico y abre el circuito Panel

- Batera, con esto se elimina un posible regreso de

energa hacia el panel.

Normalmente durante la noche, cuando se usan las car-

gas, el regulador monitorea el voltaje de la batera, to-

mando la accin que se requiera, dependiendo del esta-

do de carga de sta.

Corte por alto voltaje

El controlador tiene preestablecido un voltaje de mxi-

ma carga en la batera, cuando esta llega al voltaje m-

ximo (14.7 volts)*, el regulador desconecta el circuito

Panel - Batera.

Despus de un tiempo el voltaje de la batera tiende a

disminuir, cuando este voltaje es igual al de conexin

de recarga (13.5 volts)* el controlador vuelve a cerrar

el circuito Panel - Batera.

Este proceso suele repetirse varias veces durante das

soleados. En este estado siempre existe disponibilidad

de energa para las cargas.

Corte por bajo voltaje

Normalmente ocurre cuando se conectan demasiadas

cargas o, se usan stas por un tiempo mayor al previsto

o, incluso cuando se presentan varios das nublados y

continuos .

Cuando las cargas estn conectadas y el panel fotovol-

taico no es capaz de generar energa suficiente, el vol-

taje de la batera tiende a disminuir, cuando este llega

al voltaje mnimo (10.5 volts)* preestablecidos en el

regulador, se abre el circuito Batera - Carga, desacti-

vando todas las cargas que en ese momento se encuen-

tran conectadas.

Con esto se evitan daos irreversibles a la batera. Al

da siguiente, cuando se vuelve a tener sol, el voltaje

en la batera se recupera hasta llegar al voltaje de reco-

nexin de carga (13.2 volts), y se cuenta con energa

disponible para los diferentes usos.

* Estos valores varian en funcin de la batera usada.

2

Aplicaciones fotovoltaicas

Aplicaciones Rurales

La mayora de los sistemas fotovoltaicos se instalan en

reas rurales, que se encuentran lejos de la red elctrica

de distribucin. En estas situaciones es ms econmico

utilizar un sistema independiente de energa solar que

extender la red, especialmente en comunidades disper-

sas.

Este captulo se dedica a mostrar algunos ejemplos de

aplicaciones rurales.

Sistemas Domsticos

Llamamos sistemas domsticos a aquellos sistemas de

uso individual constitudos por uno o ms paneles, una

batera, un regulador de carga, unos cuantos puntos de

luz y una toma de corriente para radio y/o televisin.

Todo el sistema funciona a 12 V DC

sta es la forma ms aplicada en el rea rural, es ideal

en comunidades de poblacin dispersa. Sistemas de

este tipo, en funcin de las caractersticas propias de

consumo presentan varios tamaos que van desde los

10 Wp hasta los sistemas de 120 Wp.

Centros Comunales de Carga

Esta forma de aplicacin de los sistemas fotovoltaicos

es una consecuencia del sistema anterior, en un intento

de tener un sistema ms econmico, la instalacin en la

vivienda del usuario es la misma, tiene una batera, un

controlador de descarga y las cargas (lmparas y toma

de corriente).

En este caso el panel (encargado de cargar la batera)

se encuentra en el llamado centro de carga, en el que

se encuentra un grupo de paneles con sus respectivos

reguladores de carga, la funcin de este centro es

recargar las bateras de los usuarios de la comunidad

cuando estas se encuentran descargadas.

El manejo de estos sistemas requiere de cierto grado de

organizacin de los usuarios.

Iluminacin Pblica

Los usos mencionados anteriormente son eminente-

mente domsticos, es posible tambin iluminar con un

sistema fotovoltaico las calles y la plaza de la comuni-

dad,existen kits destinados a ste fn que constan de:

panel fotovoltaico

batera

regulador de carga

Con funciones ampliadas

para el encendido y

apagado automtico, el

poste normalmente lleva

el soporte para el panel en

la parte superior y la

lmpara, que puede ser de

sodio de alta presin o

mercurio.

Lmparas Fotovoltaicas

Cuando se tienen necesidades menores (iluminacin

simplemente), existe un sistema muy usado que est

formado por un panel de baja potencia (2, 4, 5 7 W)

que alimenta a una lmpara porttil que ya lleva en su

interior un pequeo regulador de carga y las bateras.

Bombeo de Agua

En lugares donde el recurso solar es adecuado (radia-

cin solar elevada y constante) y no existen fuentes

superficiales de agua, la opcin de bombeo teniendo

como fuente la energa solar, se presenta como una

alternativa viable y competitiva.

Las necesidades de agua en el medio rural pueden ser

divididas en tres grandes grupos:

Agua para el consumo humano

Agua para consumo de los animales

Agua para regados

Un sistema de bombeo fotovoltaico es similar a cual-

quier otro sistema de bombeo convencional y est

compuesto por un arreglo de paneles fotovoltaicos, un

sistema de control y una bomba.

En sistemas de bombeo fotovoltaico, las bateras pue-

den ser reemplazadas por un tanque de almacenamien-

to donde en vez de energa elctrica se almacena agua

en forma de energa potencial.

Los sistemas sin bateras tienen una gran ventaja: su

simplicidad y su eficiencia, y por lo tanto sus requer-

mientos de mantenimiento son mnimos.

Sistemas de Apoyo a la Educacin Rural

Los sistemas fotovoltaicos pueden ser de gran utilidad

para que la educacin rural se valga de medios audio-

visuales, equipos de radio, grabador, televisin y

video.

Adems, sistemas fotovoltaicos de iluminacin, como

los que se emplean en los sistemas fotovoltaicos do-

msticos, se pueden emplear para iluminacin noctur-

na de las aulas para la educacin de mayores y tambin

para la iluminacin de las viviendas de los profesores,

mejorando as sus condiciones de vida.

Refrigeracin Fotovoltaica

En la mayor parte de los pases en desarrollo, las con-

diciones de vida de sus pobladores rurales son de po-

breza, con consecuencias tales como: desnutricin, alto

ndice de mortalidad infantil, especialmente por enfer-

medades prevenibles.

En muchos paises 1/3 de los nios mueren antes de los

2 aos. En su mayora estos problemas pueden llegar

a ser controlados a travs de campaas masivas de va-

cunacin.

Las vacunas para su conservacin requieren de refrige-

racin tanto en el transporte como en el almacenamien-

to, es decir, la implementacin de las llamadas cade-

nas de fro (cobertura de grandes zonas por medio de

sistemas de refrigeracin, sea de kerosene o gas).

El uso de sistemas de refrigeracin accionados por

energa solar fotovoltaica se muestra como una alterna-

tiva competitiva a los clsicos refrigeradores a kerose-

ne o gas usados en las reas rurales, los cuales por sus

caractersticas no son muy adecuados ni confiables pa-

ra su uso en sistemas de salud.

El desarrollo de la tecnologa fotovoltaica ha hecho

que los sistemas de refrigeracin solar tengan en la ac-

tualidad un buen desempeo, bajos costos de operacin

y mantenimiento, alta confiabilidad y vida til elevada

(mayor a los refrigeradores tradicionales).

Esta y otras ventajas han hecho que instituciones como

la Organizacin Mundial de la Salud (OMS), se hayan

decidido por los sistemas fotovoltaicos de refrigeracin

para sus programas de salud.

Sin embargo, sistemas fotovoltaicos de refrigeracin

domstica no son factibles todava por factores econ-

micos.

3

Componentes del SFV

Un sistema fotovoltaico

funciona de la siguiente

manera:

1. El panel solar

transforma la luz del sol

en energa elctrica

2.Esa energa elctrica

se almacena en la

batera para poder usarla

en cualquier momento

3.El regulador controla

que la batera no se

sobrecargue o se

descargue demasiado y

nos permite saber como

esta funcionando el

sistema en general

4.El conversor de

voltaje sirve para

disminuir el voltaje y

poder conectar radios de

diferente tamao

5.Las luminarias

utilizadas son eficientes,

consumen poca energa,

debemos ser racionales

con el uso de la energia

3.1

El Panel Fotovoltaico

Transporte

Para el transporte de los paneles se deben tomar los si-

guientes cuidados:

Los paneles deben colocarse encima de todas las car-

gas, porque son frgiles.

Deben estar bien protegidos (embalados). El panel es

de vidrio resistente, pero un golpe fuerte puede daar-

lo.

Para evitar que se golpeen o muevan en el transporte,

deben asegurarse firmemente.

Deben ser cuidados y supervisados directamente.

Al cargarlos debe verificarse que otros tipos de carga

no lo daen (objetos metlicos, agudos y punzantes

pueden rayar o quebrar el vidrio del panel).

Instalacin

Ubicacin

Para la instalacin del panel busque:

Un lugar sin sombra en todas las pocas del ao y

a lo largo del da.

Seleccionar el tipo de montaje ms adecuado

existentes y de acuerdo al tipo de sistema que se desea

instalar.

Orientacin

El panel deber instalarse mirando siempre al Norte,

con la inclinacin adecuada.

Inclinacin

Para sistemas que funcionarn todo el ao, la mejor

inclinacin en Bolivia es 30 con respecto a la horizon-

tal.

Esta inclinacin es facilmente medible, por ejemplo

puede usar una escuadra comn, o se puede utilizar

relaciones geomtricas simples.

Antes de viajar, el instalador debe tener una idea so-

bre el tipo de estructura a utilizar (consulte con el

usuario sobre las caractersticas de la vivienda).

Montaje

Las opciones de montaje de paneles ms utilizadas

son:

Postes (de madera y metlicos)

Techos

Paredes

La superficie del suelo

a) Postes de Madera

Elija postes de madera resistente (mejor si son postes

tratados).

Si no es posible usar un poste tratado, proteja la base

que se enterrar con alquitrn.

La altura recomendada para el panel est entre

2 y 2.5 metros desde el suelo.

La profundidad recomendada para enterrar la base

del poste es 1/6 en relacin con el tamao total del

poste.

Los postes a utilizar deben tener aproximadamente

3.0 m. Ejemplo: para un poste de 3.0 m, la profundidad

debe ser: 3.0 m / 6 = 0. 50 m a enterrar.

Los postes no tratados se pudren en poco tiempo, y es-

to, causa serios problemas; tales como la cada del pa-

nel, el dao a las personas, etc.

b) Postes Metlicos o Serchas

Si usamos caerias galvanizadas, el dimetro mni-

mo debe ser de 11/2

pulgadas.

Para proteccin contra la corrosin, tanto el poste

como los pernos deben ser del mismo material, siendo

recomendable pintarlos.

La altura recomendada para el panel est entre

2.5 y 5 metros.

Para fijar el poste metlico o la sercha en el suelo,

deben usarse fundaciones de cemento, como mnimo

bloques de 50 cm de alto x 40 cm de ancho x 40 cm de

largo.

Estructuras para Instalaciones en Postes

El soporte de la estructura debe fijarse firmemente

con pernos y adicionalmente amarrarlo con alambre.

Primero haga el montaje del panel y la estructura al

poste, posteriormente las conexiones elctricas y por

ltimo pare el poste y orintelo.

No se recomienda instalar ms de 2 paneles en un

mismo poste.

c) Techos

Colocar el panel directamente sobre el techo causa

sobrecalentamiento (sobre todo en techos de calami-

na). En techos de barro, el principal problema es la

acumulacin de tierra.

Para que exista una ventilacin adecuada, la dis-

tancia mnima entre la parte ms baja del panel y el

techo debe ser de 15 cm.

La eleccin del tipo de montaje (sobre techo, poste o

suelo) se basa principalmente en la facilidad para

orientar e inclinar el panel.

A veces la instalacin de un panel sobre un techo

puede causar ms de un problema, pudiendo ser ms

recomendable el uso de postes.

d) Pared

Las instalaciones en paredes en general son menos

utilizadas.

Se debe cuidar que no haya sombras desde los ale-

ros, tanques de agua, etc., que exista la orientacin

adecuada y que la pared resista las estructuras.

En caso de paredes de adobe (barro) u otros materia-

les que no ofrezcan una resistencia adecuada, no se

recomienda hacer esta instalacin.

Slo utilizar paredes en casos extremos, como ltimo

recurso.

e) Suelo

Este tipo de instalacin es adecuado para muchos

paneles.

Si hay una cerca para proteccin, esta NO debe

sombrear a los paneles.

La cerca debe garantizar la proteccin contra ani-

males principalmente.

La altura mnima de los paneles al suelo debe ser de

50 cm, para evitar salpicaduras de tierra, pastos, etc. y

una altura mxima de 1.5 m.

La estructura puede ser movible para optimizar la

captacin de radiacin solar, pero la ms comn es la

fija.

La base de la estructura debe estar anclada en funda-

ciones de cementoconcreto.

Los paneles resisten el granizo, por lo que no es nece-

sario cubrirlos con mallas o vidrios adicionales. Esto

perjudica fuertemente la generacin de energa elc-

trica.

3.2

El Regulador de Carga

Transporte

Para el transporte del regulador se deben tomar los

siguientes cuidados:

Buen embalaje para evitar golpes y vibraciones que

pueden daar al equipo.

Cuidar de no poner peso excesivo sobre el embalaje

del regulador.

Previo al embalaje se deben ajustar firmemente todos

los tornillos, pernos, etc., para evitar su desprendi-

miento en el transporte, o colocarlos junto con el

regulador en una bolsa para evitar su prdida.

Instalacin

Ubicacin

La altura mnima recomendada es 1.20 m a 1.70 m, pa-

ra que est fuera del alcance de los nios

Se debe buscar:

Una pared libre de humedad, donde no lleguen direc-

tamente los rayos del sol, ni el humo y de preferencia

un ambiente libre de polvo. Considere que este am-

biente ser tambin el de las bateras.

El lugar ms cercano al panel.

No se debe instalar directamente sobre la batera, se

deber mover levemente a un lado.

Tener en cuenta en la eleccin del sitio de instalacin

del regulador, que ah se ubicarn tambin las bate-

ras, y por lo tanto, este lugar debe cumplir las condi-

ciones de instalacin de las mismas.

Montaje

a) Sobre la Pared Directamente

Buscar una zona de superficie regular.

En caso de fijar con clavos, evite golpear el regula-

dor, pueden producirse daos a los componentes elec-

trnicos. Los clavos a utilizarse debern tener por lo

menos 2.5 pulgadas.

En caso de utilizar tornillos, use con sus tarugos

respectivos, firmemente empotrados en la pared. En

caso de paredes de madera se pueden usar directa-

mente tornillos para madera.

b) Sobre Base de Madera

Primero se deber colocar el regulador en la base de

madera firmemente con tornillos para madera o pernos

y tuercas, luego fije la base con las mismas recomen-

daciones que en el caso anterior.

c) En Cajas de Proteccin

El regulador deber fijarse a la caja firmemente.

La caja puede ser empotrada en la pared o fijada exter-

namente. En caso de fijarse externamente, siga las

recomendaciones anteriores.

Lleve destornilladores adecuados y taladros para

realizar la perforacin.

En paredes de adobe se recomienda usar clavos.

En paredes de ladrillo o cemento, use tornillos con

tarugos.

En paredes de madera, use directamente tornillos

para madera.

3.3

La Batera

Transporte

Generalmente, se transportan bateras para uso en sis-

temas fotovoltaicos ya preparadas para suministrar

energa. Esto quiere decir que las bateras ya contienen

electrolito y agua destilada.

Para el transporte de bateras se deben tener los si-

guientes cuidados:

Hay que asegurar bien los pernos de sujecin, por-

que pueden salirse con las sacudidas del viaje.

Se recomienda proteger los tapones de las celdas de

batera durante el viaje, para evitar el derramamiento

de lquido que es muy corrosivo.

Si se protegen los tapones y respiraderos durante el

viaje, est seguro de sacar estas protecciones antes de

instalar la batera.

Si no se sacan, los gases que emite la batera no ten-

drn salida y la batera puede explotar.

Se recomienda llevar las bateras en cajas de cartn,

preferiblemente la caja que viene de la fbrica con la

batera, porque, aunque tenga proteccin y est bien

asegurada, siempre se derrama por lo menos una pe-

quea cantidad de lquido.

Es necesario asegurar bien las bateras preferente-

mente en un lugar aislado, para evitar que se vuelque y

derrame el electrolito.

Para el transporte, si es posible, busque un lugar ale-

jado de otras cargas delicadas.

Evitar contacto de objetos metlicos entre los dos

bornes.

Una batera colocada debajo de la cama o tapada no

tiene ventilacin adecuada, se sobrecalienta, y no exis-

te fcil acceso para verificar el nivel de electrolito.

Tenga cuidado que materiales metlicos no tomen

contacto con los bornes (+) y (-) de la batera.

El corto-circuito que puede producirse causar

severos daos a personas, a la batera y otros objetos.

En caso de contacto accidental con el electrolito, lave

con abundante agua.

Instalacin

Ubicacin

Las bateras se deben ubicar:

Lo ms cerca posible del regulador de carga, pero no

debajo de l.

En un lugar ventilado para que se dispersen los gases

que las bateras normalmente emiten.

Sobre una base firme en el suelo, puede ser de ma-

dera.

Para la instalacin de ms de 4 bateras utilice una

estructura metlica.

Siempre instale un fusible de lnea o protector trmi-

co.

Para conexiones de bateras en paralelo, haga las

conexiones entre las bateras antes de conectarlas al

sistema.

Observe cuidadosamente la polaridad.

3.4

Las Cargas Elctricas

Un sistema fotovoltaico solamente puede suministrar

una cantidad limitada de energa, dependiendo del ta-

mao del panel, la capacidad de la batera y la radia-

cin solar que recibe el sistema diariamente.

Se debe controlar cuidadosamente el uso de las cargas

elctricas para que siempre haya energa disponible

cuando se necesita. Este control consiste en utilizar ra-

cionalmente las cargas, apagndolas cuando no cum-

plen funcin alguna.

a) Lmparas Fluorescentes tipo PL

Las lmparas fluorescentes tipo PL disponibles en el

mercado local son de:

7W, 11W, 15W y 20 W

Use solamente

lmparas fluorescentes

en sistemas

fotovoltaicos.

Nunca use lmparas

incandescentes, ni

lmparas de potencia

mayor a 20W.

Transporte

Buen embalaje para evitar golpes y vibraciones que

daen la lmpara.

Cuidar de no poner peso excesivo sobre el embalaje

de las lmparas.

Se recomienda llevar lmparas de repuesto al sitio de

la instalacin.

Instalacin

Para la ubicacin de la lmpara, busque un lugar

donde se concentran las actividades (lectura, tareas

domsticas, etc).

La altura recomendada para la lmpara est entre

2.20 m y 2.50 m. Si la distancia entre el piso y el techo

es considerable (por ejemplo ms de 3 m), busque la

mejor manera de bajar la lmpara (por ejemplo usando

cadenillas).

En todo caso, toda la instalacin y las recomenda-

ciones deben adecuarse a las condiciones particulares

del sitio.

Para asegurar la lmpara se puede usar alambre, ca-

denillas u otros mtodos.

En todo caso, toda la instalacin y las recomendacio-

nes deben adecuarse a las condiciones particulares del

sitio.

Para asegurar la lmpara se puede usar alambre, ca-

denillas u otros mtodos.

Busque la mejor manera de efectuar esta aislacin

pero en ningn caso use hilo de nylon, ni ningn tipo

de hilo, porque con el tiempo estos pierden su capa-

cidad de soportar la lmpara.

Al hacer las conexiones elctricas, se debe tener

cuidado de observar la polaridad correcta.

Para aumentar la reflectividad de la luz en las pare-

des, pinte las habitaciones con un color claro.

Si la lmpara se instala fuera de una habitacin, pre-

vea la proteccin contra la lluvia, viento y granizo.

Si la lmpara se instala en la cocina, se requiere de

limpieza frecuente y cuidadosa, porque el humo se

adhiere al tubo.

Asegurarse que el soquete est bien sujeto al cable.

Al ajustar la lmpara sujetela por el cuerpo y no por

el tubo, puede romperla.

b) Radio o Radiograbadora

Para la instalacin de radio receptores, a menudo se

requiere de un adaptador de voltaje (conversor DC-

DC). Los radios receptores operan en una amplia

gama de voltajes.

Hay que seleccionar el voltaje

correcto para el conversor.

Los detalles de las

conexiones debern

estar sujetos a las

recomendaciones

dadas por el

fabricante del

conversor.

c) Otras Cargas

Otras cargas, por ejemplo televisores, videos y re-

ceptores va satlite son tambin posibles de utilizar.

Se recomienda la adquisicin de equipos que operan

directamente con 12 V DC, si esto no fuera posible es-

coja un inversor de buena calidad.

3.5

Accesorios de Instalacin

Material de proteccin personal

Con los voltajes de trabajo de los sistemas fotovoltai-

cos (12 24 V), no hay peligro de descarga elctrica;

por lo tanto, los sistemas de suministro de bajo voltaje

son relativamente seguros.

Sin embargo, esta seguridad no debe inducir a un des-

cuido total: en las bateras se almacenan grandes canti-

dades de energa.

Si se produce un cortocircuito durante los trabajos de

instalacin, por descuido, o por cables delgados, estos

podran producir fuego con el consiguiente peligro de

incendio.

Durante los trabajos de instalacin se debe tener cui-

dado con destornilladores, llaves y otras herramientas,

ya que son un peligro de cortocircuitos accidentales.

Al manipular la batera se debe tener especial cuidado

con los gases explosivos de hidrgeno y oxigeno, por

lo que se prohbe fumar en el rea.

Para proteger al instalador se deber contar con:

Guantes anticido y aislantes elctricos.

Lentes de proteccin anticido, antiviruta y

antipolvo.

Casco de proteccin contra impacto y cada de

objetos.

Traje (overol) anticido.

Para trabajo en techo y poste, arns y cuerda de

seguridad.

Para la dosificacin de electrolito (mascarilla

anticido).

Es muy importante advertir al cliente o beneficiario de

la instalacin fotovoltaica, sobre los cuidados a seguir

y en todo caso mantener los equipos del sistema lejos

del alcance de los nios.

Es necesario llevar un excedente de materiales porque

en el rea rural no existe acceso a este tipo de acceso-

rios.

Herramientas

Junto con el material que va a formar parte de la insta-

lacin, se deben incorporar para una correcta ejecu-

cin, las siguientes herramientas de instalacin e ins-

trumentos.

Brjula

Tester

Nivel

Lima Redonda

Flexmetro

Engrampadora

Martillos

Prensadora

Cautn

Llave de ojo

Sierra mecnica

Buscapolos

Destornilladores planos

Destornilladores estrellas

Llaves de boca

y llave inglesa (Crescent)

Alicates Vanadium

N7 Universal

Alicates Vanadium

N6 de Corte

Cinta aislante

Pegamento

Linterna

Termmetro

Densmetro

Luxmetro

Alicates en punta

Alicate pelacable

Navaja pelacables

Multmetro (AC/DC)

Medidor de ngulos

Tenazas de cortar

y tijeras

Fuente variable

de tensin

Taladro y brocas varias

Otras recomendadas por

los fabricantes de los

equipos.

3.6

El cableado

a) Cableado entre Panel y Regulador

Si el cable est expuesto al sol, es necesario que

exista proteccin contra los rayos ultravioletas. Se pue-

de proteger un cable comn y corriente con tubera

plstica, o se puede usar cable bipolar ya recubierto

con proteccin.

Si el cable pasara por un techo de calamina, se debe

tener cuidado de que el cable no se corte al rozar con la

calamina por efectos del viento especialmente.

Busque la mejor manera de pasar el cable del panel

al regulador, ya sea por el entretecho, paredes, etc.

Es altamente recomendable para sistemas DC el em-

pleo de cable de dos colores (rojo y negro). Sin embar-

go, hay dificultades para encontrar este cable en el

mercado local.

Se pueden aprovechar las marcas en cables comunes

que algunas fbricas utilizan para hacer un buen segui-

miento a la polaridad o los puede marcar como mejor

vea conveniente.

Si usa cable blanco, recuerde que la lnea que viene

con marca es positivo.

La distancia entre panel y el regulador debe ser la

mnima posible, (entre 4 y 12 metros).

La seccin de conductores es determinada por la

distancia entre los componentes elctricos. La longitud

mxima de uso en metros, de un conductor doble de

cobre a una tensin de 12 V y una cada de tensin de

5%, est dada en la siguiente tabla:

Siempre respete la polaridad en las conexiones!

Existen ms prdidas cuanto ms largo es el cable.

b) El Cableado entre el Regulador y la Batera

La distancia entre el regulador y la batera debe ser

la mnima posible.

Se debe tener cuidado de conectar la batera con la

polaridad correcta.

Es necesario instalar un fusible de lnea entre la

batera y el regulador en el lado positivo.

Por estos tramos cortos (menos de 3.0 m), se puede

utilizar cables monopolares (existen en el mercado) de

cobre de color rojo y color negro. (Normalmente se

usan cables N 10 AWG o N 12 AWG para sistemas

medianos de hasta 4 paneles de 50 Wp cada uno).

No corte los cables justos. Se recomienda dejar cable

extra para que en tareas de mantenimiento se pueda

mover libremente la batera y tambin para evitar la

tensin mecnica en el cable.

No olvide asegurar los cables (con grapas u otros

mtodos).

Ninguna proteccin adicional est dems!

En todo caso, si fuese posible remtase a las instruc-

ciones de instalacin de los equipos con los que tra-

baja.

c) El cableado entre el Regulador y las Cargas

Antes de empezar una instalacin, establezca una red

primaria y una red secundaria.

Al efectuar los empalmes de las redes secundarias a

la red primaria, se debe tener cuidado de efectuar unas

buenas uniones y despues protegerlas, por ejemplo con

cinta aislante.

La seccin de los conductores, al igual que en los

casos anteriores, depende de la corriente que consumen

las cargas y la distancia. Vea la tabla en la seccin de

cableado entre el panel y el regulador.

En el caso de que estn expuestos al sol, no olvide la

proteccin contra rayos solares ultravioletas.

d) Elementos de Seguridad

Es recomendable adicionar elementos de proteccin

entre los componentes, por ejemplo entre el regulador

y la batera (por lo general de 15 A) para un sistema de

50 Wp.

Para aislar las cargas del regulador (o toda fuente de

energa), se puede emplear una cuchilla, un interruptor

temomagntico, un fusible, etc.

Es recomendable

incluir un fusible para

cada carga si es posible.

La capacidad de los

fusibles deber ser 1.3

veces la mxima corriente

esperada.

4

Mantenimiento

El mantenimiento requerido en sistemas fotovoltaicos

es mnimo, solo debe tomar algunas precauciones b-

sicas para que el sistema se encuentre operable todo el

tiempo.

No olvide que en el rea rural es fcil encontrarse con

insectos y otros animales que buscan refugio en luga-

res oscuros y protegidos como pueden ser los regula-

dores, las pantallas o debajo de los paneles.

Para cada componente inspeccionado, tome todas las

precauciones y previsiones posibles.

Mantenimiento

Es recomendable hacer por lo menos 3 chequeos peri-

dicos en su sistema fotovoltaico por ao. De esta forma

se pueden detectar y corregir pequeos problemas, an-

tes que lleven a una falla total en la operacin del siste-

ma, por esto se dice que el mantenimiento preventivo

es el mejor mantenimiento.

Es indispensable revisar el sistema cuando est funcio-

nando correctamente y no esperar a que la falla ocurra.

Es importante aprender del equipo y saber qu se espe-

ra de l cuando est funcionando correctamente, de he-

cho se puede hacer la mayor parte de la revisin, con

un multmetro y sentido comn.

Muchas fallas son evitables si se hacen inspecciones y

se toman acciones correctivas antes que el problema

cause fallas en la operacin del sistema.

Esto es ms fcil an siguiendo una rutina bsica,

como la que se propone a continuacin.

1.Revisar todas las conexiones del sistema, las

conexiones de las bateras pueden limpiarse y tratarse

peridicamente, con anticorrosivos de uso comn.

2.Examinar la densidad del electrolito de la batera, la

misma debe estar de acuerdo con las recomendaciones

del fabricante, este chequeo debe hacerse despus de

una recarga completa de la batera y con el nivel de

electrolito de acuerdo a las especificadas por el pro-

veedor.

3.Si se tienen varias bateras, tomar muestras del volta-

je de cada batera cuando stas estn bajo carga, si el

voltaje de alguna difiere ms de un 10% del promedio

de los voltajes de las dems, indica que existe un pro-

blema con esa batera. Consulte al fabricante o a su

distribuidor ms cercano.

4.Hacer un reconocimiento del cableado, si el cableado

ha estado expuesto al sol o a la corrosin durante algn

tiempo, es posible que se puedan formar grietas en la

cubierta o aislante de este, esto provocar prdidas de

energa. Aislar lo mejor posible todos los conectores

de energa para evitar este tipo de fallas.

5.Revisar todas las cajas de conexiones que estn co-

rrectamente selladas, incluyendo las del panel, regula-

dor, etc., puntos de interconexiones, as mismo cercio-

rarse si existe corrosin o daos causados por el agua.

Si se tienen componentes electrnicos montados dentro

de una caja, asegrese que tengan buena ventilacin.

6.Inspeccionar las piezas de la estructura soportante de

los mdulos. Al mover suavemente algn mdulo de

arreglo, vea si existe alguna pieza floja o suelta que

pueda causar problemas.

7.Revisar la operacin de los interruptores y fusibles,

asegrese que el movimiento del interruptor sea slido,

ver si existe corrosin tanto en los contactos como en

los fusibles.

8.Posteriormente se deben incluir las acciones correc-

tivas o de mantenimiento rutinario para cada una de las

partes.

Mantenimiento del Panel

El panel o paneles solares estn expuestos a la in-

temperie, por lo que requieren de una limpieza peri-

dica de su superficie.

Quite con mucho cuidado el polvo y las suciedades

que podran estar asentadas sobre los paneles. Utilize

un pao y agua, evitando rayar la superficie.

Verifique tambin el buen estado del panel, que no

tenga roturas de ninguna ndole.

Mantenimiento del Regulador

Las tareas en el regulador se limitarn a observar el

buen estado de los contactos y dependiendo del mode-

lo de equipo, observar las seales luminosas que pu-

dieran informar sobre anomalas del sistema, por ejem-

plo, batera descargada.

Si por alguna razn usted ha desconectado o va a

desconectar los cables, no olvide dejar claramente mar-

cada la polaridad en las conexiones.

Mantener la polaridad de las conexiones es muy im-

portante, cualquier alteracin en el sentido afectar al

sistema, pudiendo presentar fallas locales o dejar todo

el sistema de generacin elctrica en completo estado

de inoperabilidad.

Mantenimiento de la Batera

La tarea de mantenimiento en bateras ms frecuente,

es la de mantener en niveles ptimos el nivel de elec-

trolito, si no estuviese en los rangos normales, comple-

te con agua destilada hasta el nivel superior.

Nunca llene con agua acidulada, slo agua destilada.

Es posible que los bornes de las bateras presenten

algn grado de sulfatacin, limpie todos los contactos

y conductores, vuelva a instalarlos y protjalos con una

pequea capa de grasa conductora.

Verifique adems el estado de los fusibles de lnea,

la limpieza de los bornes y el estado general de las

conexiones.

Mantenimiento de Lmparas Fluorescentes

Uno de los problemas ms comunes en las pantallas

fluorescentes es la falta de limpieza del tubo.

Pueden asentarse partculas de humo, de polvo o

finalmente el tubo ha cumplido su vida til.

Mantenimiento de Otros Componentes

Es necesario revisar peridicamente (por ejemplo cada

seis meses) los siguientes componentes:

El cableado

y las conexiones.

Las estructuras

Los postes

Los contactos

de la batera