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Electrificación

Una de las aplicaciones más implantada de la energía solar fotovoltaica, consiste en suministrar energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos a viviendas aisladas de las red a las que resultaría inviable o muy costoso hacer llegar el tendido eléctrico.
Este tipo de instalaciones requieren de un sistema de acumulación ya que el consumo, evidentemente, no siempre coincide con los momentos de irradiación solar. Además, es necesario prever dicha acumulación para hacer frente a periodos de condiciones climáticas desfavorables.
Los aparatos de consumo deben ser de alta eficiencia existiendo en el mercado electrodomésticos especialmente diseñados para trabajar en este tipo de instalaciones y alimentados generalmente en corriente continua 12 Vdc ó 24 Vdc.

Cálculo de Necesidades y Ahorros

Elementos de bajo consumo

Una de las prioridades de la instalación será el ahorro de la energía. El elevado precio de los paneles fotovoltaicos y de las baterías hace que se deba tratar de optimizar su dimensionado, empleando elementos de consumo que desaprovechen la menor cantidad de energía posible.

Algunas recomendaciones importantes son:

• En la medida de lo posible debe consumirse coincidiendo con los momentos de mayor insolación. Con ello se aprovechará mejor la energía producida por los paneles y se alargará la vida de las baterías.
• Existen ciertas utilizaciones que pueden ponerse en funcionamiento en cualquier hora del día (bombeo del agua, algunos electrodomésticos,...).
• Aunque la instalación estará dimensionada para disponer de energía en cualquier época del año, se debe ser especialmente cuidadoso en las épocas de menor insolación.

Es importante consignar que el uso de energía de origen fotovoltaico en electrificaciones domésticas se ha de entender como de cubrimiento de necesidades básicas, habiéndose de completar con medidas de ahorro energético en la instalación. A continuación se describirán las posibles utilizaciones concretas:

Elementos de iluminación

La iluminación representa entre el 10% y el 25% del consumo total de la energía eléctrica.

En cuanto a la utilización durante las horas de sol, la iluminación solar híbrida (HSL, Hybrid Solar Lighting) es un método solar activo de proveer luz interior. Los sistemas HSL captan la luz solar utilizando espejos enfocados hacia el sol y usan fibras ópticas para transmitir la luz dentro de la casa para sustituir la luz convencional. En algunas aplicaciones estos sistemas son capaces de transmitir el 50% de la luz solar recibida directamente.

En cualquier caso, la necesidad de minimizar el consumo hace que sea preciso elegir las luminarias que más rendimiento proporcionen, descartando las clásicas bombillas de incandescencia, cuya eficiencia luminosa es muy baja, pues aunque resulten más caras, son siempre más rentables al exigir menos potencia eléctrica. Será, por tanto, la eficacia luminosa, relación entre el número de lúmenes que produce una lámpara y el número de vatios que consume, la característica de las lámparas más importante a la hora de la elección.

Si la vivienda todavía no está acabada, conviene emplear para el interior pintura de colores claros, pues la reflectancia será mejor y se obtendrá un nivel de iluminación más alto con el mismo número de lámparas. Si el techo no es blanco o muy claro, habrá que emplear zócalos o regletas con reflectores para dirigir el flujo hacia el lugar que nos interesa.

Los circuitos de alumbrado de corriente continua permiten alimentarlos directamente de las baterías sin necesidad del convertidor, evitando las pérdidas de potencia y posibles averías de este. En contrapartida, el emplear una tensión continua de 12 ó 24V nos obligará a emplear conductores de mayor sección que al emplear corriente alterna de 220V.

Existen en el mercado lámparas de bajo consumo para prácticamente todas las necesidades y aplicaciones domésticas. A las ventajas de su bajo consumo estas lámparas añaden la de que no desprenden calor. A continuación se proporciona una tabla orientativa para mostrar el ahorro energético que se produce al emplear este tipo de lámparas frente a las clásicas de incandescencia.

Normalmente se emplea el alumbrado fluorescente ya que existe en el mercado una amplia gama. Recientemente se han introducido en el mercado las denominadas lámparas de inducción; y actualmente la iluminación LED se perfila como la más óptima.

Electrodomésticos

La iluminación representa entre el 10% y el 25% del consumo total de la energía eléctrica.

* Lavadoras: Existen equipos no automáticos de pequeña capacidad y trabajando con corriente continua. Sin embargo la calidad del lavado y la comodidad que proporcionan son inferiores, por lo que es recomendable ir a lavadoras automáticas convencionales evitando el uso de programas de lavado que incluyan calentamiento de agua y centrifugado. La lavadora consume el 90% de electricidad para calentar al agua y sólo el 10% para mover el tambor, Mediante un lavado en frío, suficiente en muchas ocasiones, se puede conseguir ahorros de electricidad de hasta un 90%. Si se desea realizar lavado con agua caliente se puede acudir a equipos con dos tomas de agua utilizando una fuente de energía térmica.

* Frigoríficos: Existen equipos apropiados para energía solar fotovoltaica, trabajando en corriente continua y baja tensión desde 70 a 250 litros de capacidad. Sus requerimientos energéticos son difíciles de valorar ya que depende de gran variedad de factores tales como la temperatura exterior, llenado, rotación de los alimentos,.. Sin embargo en general su consumo es elevado (aproximadamente 1000 Wh) para su alimentación mediante paneles fotovoltaicos, y en algunas ocasiones puede ser más interesante económicamente utilizar un frigorífico de la misma capacidad funcionando con gas butano.

* Bombeo de agua: En lo que se refiere a aplicaciones domésticas existen equipos en corriente continua, aunque con bastantes divergencias en lo que se refiere a su calidad. Por ello y antes de proceder a su elección deben estudiarse detenidamente las características de las bombas, especialmente en lo que se refiere a la eficiencia y par de arranque. Para aplicaciones de mayor tamaño es mejor disponer de un sistema generador independiente, sin baterías y almacenando en un depósito el agua extraída en las horas de radiación solar, actuando el agua ya bombeada como elemento acumulador de energía.

* Cocinar, calentar y enfriar: los aparatos eléctricos convencionales para cocinar, así como los calentadores ambientales y de agua, usan una cantidad prohibitiva de electricidad. La estufa eléctrica consume hasta 1500W por cada quemador. Por eso el gas natural o propano envasado en tanques, es una alternativa más económica para cocinar. La potencia de un horno microondas es similar a la de una estufa eléctrica, pero se puede cocinar más rápido con microondas y por eso la cantidad de kilovatio-hora no es tan grande. El gas propano y la leña son alternativas económicas para la calefacción en una casa. Un buen diseño y un aislamiento eficiente reduce la necesidad de calefacción en la casa de una manera excesiva. El aire acondicionado necesita una capacidad extremadamente alta pero no está totalmente fuera de lo posible en un sistema fotovoltaico. Una gran ventaja de los sistemas de enfriamiento es el hecho de que durante el período de calor el sistema fotovoltaico es capaz de proveer la mayor energía de sus módulos.

* Otras utilizaciones: No es recomendable la energía solar fotovoltaica en aparatos electrodomésticos que la transforman en energía térmica, mediante el calentamiento de una resistencia, como por ejemplo una plancha, debido al bajo rendimiento energético característico de esta utilización.

 

Aparato	Potencia (Promedio) Vatios	Tiempo de uso al día (Períodos Típicos)	Tiempo de uso al mes Horas	Consumo mensual Kw/hora
CONSUMO BAJO
Abrelatas	60	15 min/semana	1	0.06
Exprimidores de críticos	30	10 min/dia	5	0.15
Videocassetera o DVD	25	3hr 4vec/sem	48	1.20
Batidora	200	1hr 2vec/sem	8	1.80
Licuadora mediana potencia	400	10 min/día	5	2.00
Máquina de coser	125	2hr 2vec/sem	16	2.30
Bomba de agua	400	20 min/día	10	5.00
Tostadora	1000	10min.diarios	5	5.00
Radio-cassette	40	4 hrs.diarias	120	8.00
Secadora de cabello	1600	10 min/día	5	9.00
Estéreo musical	75	4 hrs.diarias	120	9.00
Tv color (13-17 pulg)	50	6 hrs.diarias	180	10.00
Horno eléctrico	1000	15 min/día	10	12.00
Horno de microondas	1200	15 min/día	10	13.00
Lavadora automática	400	4hr 2vec/sem	32	13.00
Tv color (19-21 pulgadas)	70	6 hrs.diarias	180	13.00
Aspiradora vertical	1000	2hr 2vec/sem	16	16.00
Ventilador de mesa	65	8 hrs.diarias	240	16.00
Focos fluorescentes (8 de 15W c/u)	120	5 hrs.diarias	150	18.00
CONSUMO MEDIO
Tv color (24-29 pulgadas)	120	6 hrs.diarias	180	22.00
Cafetera	750	1 hr.diarias	30	23.00
Plancha	1000	3hr 2vec/sem	24	24.00
Consola Videojuegos	250	4 hora/dia	120	30.00
Equipo Ofimática	300	4 hora/dia	120	36.00
Tv color(32-43 pulgadas)	250	6 hrs.diarias	180	45.00
Refrigerador (11-12 pies cúbicos)	250	8 hrs/dia	240	60.00
Tv color (43-50 pulg. Plasma)	360	6 hrs.diarias	180	65.00
Refrigerador(14-16 pies cúbicos)	290	8 hrs/dia	240	70.00
Focos incandescentes (8 de 60W c/u)	480	5 hr.diarias	150	72.00
Refrigerador (18-22 pies cúbicos)	375	8 hrs/dia	240	90.00
Secadora de ropa	5600	4 hrs.semana	16	90.00
Congelador	400	8 hrs/día	240	96.00
CONSUMO ALTO
Refrigerador de más de 10 años	500	9 hrs/día	240	120.00
Refrigerador(25-27 pies cúbicos)	650	8 hrs/día	240	156.00
Calentador de aire	1500	4 hrs/día	120	180.00
Aparato divido (minisplit) 1.5 ton.	1680	8 hrs.diarias	240	403.00
Aparato de ventana 1.5 ton. nuevo	1800	8 hrs.diarias	240	432.00
Refrigeración central 3 ton. nuevo	3350	8 hrs.diarias	240	804.00
Refrigeración central 5 ton. antiguo	7900	10 hrs.diarias	300	2370.00

 

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