Tipo de averías en las lámparas tubulares fluorescentes

Las lámparas tubulares fluorescentes, más conocidas como tubos fluorescentes o simplemente fluorescentes es un tipo de lámpara que se utilizan para iluminar con luz blanca sitios donde se necesita iluminación durante mucho tiempo seguido,  por ejemplo; aparcamientos en plantes sótano, edificios terciarios: oficinas, hospitales, residencias de mayores, etc....

  

¿Qué es una lámpara tubular fluorescente?

La lámpara tubular fluorescente, es un tubo de vidrio fino que tiene en su interior, un gas el cual tiene la propiedad de emitir luz blanca cuando le atraviesan electrones (corriente eléctrica).

La pared interior del tubo se encuentra recubierta de trifosforo, una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misión es convertir los rayos de luz ultravioleta invisible (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible gracias al polvo fluorescente.

Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido

Para que el tubo emita luz deben se han de cumplir dos cosas:

- Que el gas este a una temperatura elevada.

- Que puedan pasar los electrones de un extremo a otro del tubo (atravesar el gas).

Fuente: Luis Maria Benitez (Paintman) es_wikipedia 

Proceso tecnologico

Para elevar la temperatura del gas en el encendido se utiliza el cebador, que produce una chispa en su interior que hace que se eleve la temperatura. El cebador va insertado en la luminaria.

La tensión más habitual en la instalación de iluminación es a 220V, pero para conseguir fuerza en los electrones que puedan pasar de un extremo al otro en el encendido de una lámpara tubular fluorescente, se aumenta la tensión en el arranque o encendido a más de 1000V. El aparato encargado de aumentar la tensión es el balasto.

Una vez que los electrones consiguen pasar de un extremo a otro en el arranque, ya no es necesario esta tensión tan elevada, ya que con 220V se consigue atravesar el gas, por eso después del encendido se puede desconectar el balasto y el cebador y la lámpara tubular fluorescente continuará funcionando.

Las lámparas tubulares fluorescentes consumen en el encendido más que una lámpara de incandescencia, pero una vez que se estabiliza consume menos, por eso se coloca en espacios que requieren de unas horas de funcionamiento elevado como aparcamientos en plantas sótano, oficinas, etc…. y nunca se colocarán en espacios con un uso esporádico como son baños, dormitorios, etc...

Instalación del Tubo Fluorescente

La instalación del tubo lleva los siguientes componentes:

• Luminaria: Donde se coloca los extremos del tubo
• La lámpara tubular: Que lleva el gas en su interior
• El cebador: Este componente sirve para calentar el gas en interior del tubo en el primer momento del encendido. Una vez el gas caliente no hace falta el cebador por que el propio paso de la corriente lo mantiene caliente. Si tenemos el tubo encendido y lo quitamos, veremos como el fluorescente sigue encendido. Se conecta en paralelo con el tubo.
• El balasto: Este componente produce la tensión para el encendido de la lámpara fluorescente. Los balastos pueden emplear diferentes tecnologías

-   Resistiva: La resistiva es una tecnología que emplea una resistencia como balasto. Esta tecnología de muy baja eficiencia está en la actualidad prácticamente en desuso

-   Inductiva: Esta tecnología se basa en una reactancia inductiva que está constituida por una bobina de alambre de cobre esmaltado, enrollada sobre un núcleo de chapas de hierro o de acero eléctrico. Este tipo de balasto se conoce como balasto electromagnético y es el más habitual aunque tiende a sustituirse por el balasto electrónico debido a su mejor eficiencia energética. 

     En el siguiente esquema vemos que el cebador se conecta en paralelo con el tubo y el balasto con tecnología inductiva en serie.

Fuente: es_wikipedia 

-  Electrónica: Esta tecnología utiliza un circuito de semiconductores para proporcionar a las lámparas un arranque más rápido, sin parpadeo, pudiendo utilizarse para alimentar a varias lámparas a la vez. 

Avería[1] en una lámpara tubular fluorescente

Cuando una lámpara tubular fluorescente no luce se ha de actuar de la siguiente manera:

Cuando se ve una luz en los extremos del tubo pero el tubo no acaba de encenderse se ha de sustituir el cebador. Esto ocurre porque al estar averiado el cebador, no existe la chispa necesaria en el interior de la lámpara para que esta se pueda llegar a encender.

En todo caso cuando se avería una lámpara tubular fluorescente se ha de probar de cambiar primero siempre el cebador ya que es mucho más barato y es más habitual que se estropee el cebador que el tubo fluorescente.

Si una vez substituido el cebador la lámpara continua sin funcionar se deberá de sustituir la lámpara tubular fluorescente.

Siempre que se sustituya una lámpara fluorescente es aconsejable que se sustituya también el cebador.

La potencia del tubo debe ser la misma que la del cebador (nunca un cebador de menos potencia que el tubo). La potencia viene especificada en el propio tubo en vatios (w), mientras que en el cembador se indica las potencias para las que se puede utilizar.

Este cebador se puede utilizar en lamparas de 4 a 80W 

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[1] En el sector de la edificación se llama avería al deterioro de algún elemento constructivo que impide su funcionamiento y que generalmente tiene su origen en el uso. Ejemplo; Avería de un grifo de la instalación de agua. Avería en la cerradura de una puerta. Avería en el accionamiento de una persiana enrollable. Avería del calentador de agua. Avería en el funcionamiento de una lámpara.

Buenas practicas para conseguir una iluminación eficiente

De forma general existen una serie de buenas prácticas que pueden ayudar a conseguir una instalación de iluminación más eficiente.

Estas buenas practicas se han se considerar a modo de consejos y recomendaciones generales. 
Para conseguir un resultado óptimo siempre es más aconsejable realizar un diagnóstico o una auditoria energetica particularizada sobre el edificio, con la que se conseguirá un nivel de efeciciencia más acorde con sus posibilidades.

Sector terciario

• Aprovechar al máximo la iluminación natural mediante la instalación de cedulas fotosensibles que regulen la iluminación artificial en función de la cantidad de luz natural, o independizando los circuitos de las lámparas próximas a las ventanas o claraboyas.

• Establecer circuitos independientes de iluminación para zonificar la instalación en función de sus usos y diferentes horarios

• Instalar un control centralizado permite ahorrar energía mediante la adecuación de la demanda y el consumo, además de efectuar un registro y control que afecta tanto a la calidad como a la gestión de la energía consumida.
• Instalar interruptores temporizados en zonas de uso esporádico como pueden ser los baños. Este tipo de interruptor evita los problemas de que estén las luces encendidas en un lugar donde no hay nadie.
• Instalar detectores de presencia temporizados en los lugares menos frecuentados (pasillos, servicios almacenes, etc…)
• Instalar programadores horarios que apaguen o enciendan las luces a una determinada hora.
• En función de cuales sean las necesidades de iluminación se deben de elegir las lámparas que aporten una mayor eficiencia energética
• En el caso de lámparas tubulares fluorescentes convencionales se puede ahorrar un 30% de energía utilizando balastos electrónicos las cuales alargan la vida de las lámparas un 50%, consiguiendo una iluminación más agradable y confortable
• Realizar un mantenimiento preventivo programado de la instalación en la que se limpien las fuentes de luz y las luminarias y se reemplacen las lámparas en función de la vida útil indicada por los fabricantes. 

Sector residencial

• Aprovechar al máximo la iluminación natural.

• Utilizar colores claros en paredes y techos para provechar al máximo la luz natural y reducir el nivel de iluminación artificial.
• No dejar luces encendidas en habitaciones que no se están utilizando. No tiene sentido iluminar un espacio donde no hay nadie.

• Subir las persianas en periodo diurno en vez de encender la luz.
• Limpiar periódicamente las lámparas y luminarias para aumentar la luminosidad sin aumentar la potencia.

• Sustituir las lámparas incandescentes por lámparas de bajo consumo. Con ello se consiguen ahorros de energía de un 80% y duran hasta 15 veces más manteniendo el mismo nivel de iluminación. Sustituir primero aquellas que van a estar mayor tiempo encendidas.
• Adaptar la iluminación a sus necesidades dando preferencia a la iluminación localizada, además de ahorrar energía conseguirá ambientes más confortables.
• Colocar reguladores de intensidad luminosa de tipo electrónica.
• Usar fluorescentes donde necesite más durante muchas horas, por ejemplo en la cocina.
• En zonas las zonas comunitarias (vestíbulos, garajes, etc…) es conveniente instalar detectores de presencia o interruptores temporizados de forma que la luz se apague y se encienda automáticamente. Es recomendable, es este caso, la colocación de lámparas incandescentes o lámparas de bajos consumo con equipos electrónicos de precaldeo.

Tipos de lámparas y su relación con la eficiencia energética

Los sistemas de iluminación artificial juegan un papel vital en nuestras vidas y representa en muchos casos un porcentaje elevado del consumo eléctrico de los edificios. Este porcentaje de consumo de energía eléctrica puede llegar a alcanzar en algunos casos más del 50%.

Es por todo ello que tiene una gran importancia conocer que tipos de lamparas existen y cuales son más eficientes energeticamente.  

Sistemas de iluminación

Los sistemas de iluminación están formados por:

• Fuente de luz: Las fuentes de luz son las lámparas.
• Luminarias: Las luminarias cumplen funciones energéticas, mecánicas, térmicas y estéticas, al distribuir especialmente la luz generada por las fuentes de luz.
• Equipos auxiliares: Los equipos auxiliares resultan imprescindibles para conseguir la funcionalidad del sistema e influyen en gran medida en su calidad, consumo energético, economía y durabilidad.

Cada uno de los elementos que forman el sistema de iluminación tiene una relación con la eficiencia energética, sin embargo en este articulo nos vamos a centrar en comentar los tipos de lamparas que existen en el mercado y su relación con la eficiencia energética. En el caso de querer mayor información al respecto puede ser necesario una auditoria energética.

Tipos de lámparas

1. Lámparas Incandescentes
2. Lámparas de descarga
3. Lámparas de tecnología LED

Lámparas incandescentes

Lámparas incandescentes no halógenas

Las lámparas incandescentes no halógenas han sido tradicionalmente las más utilizadas, principalmente en el sector residencial y domestico. Su funcionamiento se basa en hacer pasar una corriente eléctrica por un filamento de wolframio hasta que alcanza una temperatura tan elevada que emite radiaciones visibles por el ojo humano.

Después de más de 130 años de existencia, el 1 de septiembre de 2012, en virtud de la Directiva Ecodesign 2009/125/CE, ha quedado prohibido fabricar en la Unión Europea lámparas incandescentes no halógenas. Previamente, ya se había procedido a la retirada de las lámparas incandescentes no halógenas de más de 100 vatios (2009), al fin de la venta de las de 75 vatios (2010) y a las de 60 vatios (2011). 
Esta prohibición ha supuesto que se vayan sustituyendo este tipo de lamparas por otras más eficientes energéticamente, La vida útil de las lámparas incandescentes no halógenas oscilaba entre las 750 y las 1.000 horas, presentaba un importe de consumo eléctrico en un año que fácilmente podía rondar los 55 euros (apenas convertía el 2,6% de la energía que consumía en luz visible).

Lámparas incandescentes halógenas

Las lámparas incandescentes halógenas son de reducidas dimensiones, normalmente de forma lineal, de cápsula o estándar y dicroicas, con modelos que van desde los 110W o 220W de potencia a los 12W (con transformador reductor de tensión o voltaje). Incorporan un gas halógeno para evitar que se evapore el wolframio del filamento y se deposite en la ampolla disminuyendo el flujo útil como ocurre en las incandescentes estandar. 

Estas lámparas se caracterizan por aportar mayor intensidad de luz y alcanzar elevadas temperaturas, para lo cual suelen utilizar cristal de cuarzo, que soporta muy bien este calor.
El consumo de una lámpara incandescente halógena de 70W funcionando una hora consume 0,07 kWh frente a los 0,100 kWh de su equivalente incandescente no halógena.
El importe energético anual es de unos 38€, lo que significa alrededor de un 30% de ahorro frente a las lámparas incandescentes no halógenas (bombillas tradicionales).
La vida útil de una lámpara incandescente halógena es de unas 3.000 horas (3 veces más que una lámpara incandescente no halógena).
Este tipo de lámparas se usa habitualmente en estancias que requieren de un encendido rápido ya que su arranque es instantáneo, así como lugares donde su uso sea corto como los baños, aseos o pasillos de uso esporádico. También se usa habitualmente donde se requiere una reproducción cromática buena con temperatura de color cálida. En contrapartida supone una mayor potencia y ello supone un mayor consumo energético y consecuentemente un mayor coste económico del suministro eléctrico.
No obstante, en los últimos años las diferentes modalidades, sobre todo entre las dicroicas (las de forma semiesférica que suelen empotrarse en el techo), han propiciado que ya puedan utilizarse en infinidad de aplicaciones, desde puntos de luz de acentuación decorativos a dormitorios, salones o, incluso, exhibidores de productos en comercios.
Es habitual pensar que todas las lámparas incandescentes halógenas dicroicas requieren de un transformador, lo que puede incrementar el coste de instalación. Esta afirmación es falsa, ya que existen lámparas de baja tensión que pueden conectarse directamente a la línea de 220V, ofreciendo una elevada salida de luz capaz de iluminar una estancia habitual de una vivienda, bares o hasta salas de museos y exposiciones.

Lámparas de descarga

Las lámparas de descarga son más eficientes que las lámparas incandescentes. La luz se consigue por excitación de un gas sometido a descarga eléctrica entre dos electrodos.
A diferencia de la incandescencia, la tecnología de descarga necesita un equipo auxiliar (balasto, cebador) para que esta puedan funcionar.
Según el tipo de gas y la presión a la que se someten, existen distintos tipos de lámparas de descarga.

Lámparas fluorescentes tubulares

La lámpara tubular fluorescente, es un tubo de vidrio fino que tiene en su interior, un gas que tiene la propiedad de emitir luz blanca cuando le atraviesan electrones (corriente eléctrica).

La pared interior del tubo se encuentra recubierta de trifosforo, una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misión es convertir los rayos de luz ultravioleta invisible (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible gracias al polvo fluorescente.

Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido

Para que el tubo emita luz deben de cumplirse dos cosas:

• Que el gas este a una temperatura elevada.
• Que puedan pasar los electrones de un extremo a otro del tubo (atravesar el gas).

*Fuente: Autor Luis Maria Benítez, (Paintman) es wikipedia.

Este tipo de lámparas requiere de un equipamiento auxiliar para funcionar formado por un balasto y un cebador. El balasto más tradicional y más habitual es el balasto electromagnético.

Recientemente existen balastos electrónicos de alta frecuencia, que son más eficientes porque limitan el consumo de electricidad.

Las cualidades de color y su baja luminancia las hacen idóneas para interiores de altura reducida.
Actualmente ocupan el segundo lugar de consumo después de las lámparas incandescentes no halógenas, principalmente en oficias, comercios, locales públicos, industrias, etc....
Hay lámparas de flurorescentes tubulares de 38mm de diámetro (T12), de 26 mm de diámetro (T-8) y de 16mm de diámetro (T5). Las más usadas hoy en día son las T8, sin embargo las más eficientes son las T5 que sólo funcionan con equipo auxiliar electrónico.

Los tubos T5 tienen una longitud diferente a las T8. Para poderse realizar la sustitución de tubos T8 a T5 se utiliza un adaptador donde se inserta el nuevo fluorescente T5. La utilización de estos adaptadores permiten disfrutar de la economía y confort del sistema de iluminación T5 sin cambio de luminarias. El adaptador aloja un balastro electrónico que permite el cambio del sistema electromagnético al sistema electrónico que en breve pasará a ser el estándar en fluorescencia.

Existe el mito de que las lámparas fluorescentes producen cansancio. El parpadeo de 50 hertzios de los antiguos tubos fluorescentes es cosa del pasado. Los tubos modernos cuentan con tecnología capaz de emitir la corriente alterna a una frecuencia de 20.000 a 60.000 ciclos por segundo, anulando el parpadeo. 

Lámparas fluorescentes compactas

Generalmente son conocidas como LFC o “bombillas de bajo consumo” y se dividen en dos grandes categorías: las de tubo y las compactas, que son las que mayoritarias y las más eficientes según diferentes estudios, dado que dedican hasta el 15% de la energía consumida en cumplir su misión de iluminar.

El importe energético anual es de menos de 22 euros. Sólo con utilizar una de estas lámparas de 18W en lugar de la tradicional incandescente de 75W se ahorra durante la vida útil de la lámpara más de 60 euros o, lo que es lo mismo en términos de energía, 570 kWh. Además se evita la emisión de cientos de kilogramos de gases de efecto invernadero.
Una lámpara de bajo consumo de 40W funcionando una hora consume 0,04 kW. Este tipo de lámpara consume un 80% menos que las tradicionales (el equivalente a la demanda de 2.500 hogares).
La vida util de una lampara fluorescente compacta es aproximadamente de unas 8.000 horas, es decir, unas 8 veces más que una lampara incandescente no halógena. Algunos modelos de lamparas compactas llegan a alcanzar una vida útil de 15.000 horas.
Dado que a las lamparas fluorescentes les cuesta encenderse y alcanzar su punto de máxima luminosidad, son recomendables en lugares en los que la luz estará mucho tiempo encendida, como un salón o una cocina. Es mejor evitar su uso en lugares donde su encendido y apagado sea constante (acorta su vida útil), como en pasillos o descansillos de portales. Además, su forma también es importante, puesto que mientras las que tienen forma espiral reparten la luz en todas las direcciones y las lineales son perfectas para iluminar toda la estancia, las redondas se utilizan fundamentalmente para las salas de interior.
Otro gran mito es pensar que las lamparas fluorescente compactas consume menos energía estando encendido que apagándolo y volviéndolo a encender cuando entremos de nuevo en la habitación. Sólo si como máximo estuviera sin funcionar 23 segundos podría compensar mantenerlo encendido, pero resulta raro entrar y salir del cuarto cada menos de medio minuto. Así que no debe olvidarse nunca de apagar una lampara compacta  fluorescente cuando se sale de una estancia.

Lámparas fluorescentes sin electrodos

Las lámparas fluorescentes sin electrodos o de inducción emiten la luz mediante la transmisión de energía en presencia de un campo magnético junto con una descarga en gas.

Este tipo de lámparas tiene una mayor vida útil cercana a las 60.000 horas. La limitación de la vida útil esta condicionada por los componentes electronicas de la lámpara. 

Lámparas de vapor de mercurio o alta presión

Las lámparas de vapor de mercurio a alta presión emiten un flujo luminoso mayor que el resto de lamparas de fluorescencia, aunque su eficacia energética es menor.

Este tipo e lámparas se suelen emplear en iluminación de grandes áreas; calles, naves industriales, polideportivos, etc.....

Fotografia de la iluminación del campo de futbol del Europa

Lámparas de luz mezcla

Las lámparas de luz mezcla son una combinación de las lámparas de vapor de mercurio a alta presión y lámparas incandescentes y habitualmente, un recubrimiento fosforescente.

Este tipo de lámparas no necesitan balasto ya que el filamento actúa como estabilizador de corriente.
Su eficacia luminosa y su reproducción en color son muy pobres y actualente es un tipo de lámpara en desuso.

Lámparas de halogenuros metálicos

Este tipo de lámparas posee halogenuros metálicos además del relleno de mercurio por lo que mejoran considerablemente la capacidad de reproducir el color, además de mejorar la eficacia.

Su uso más habitual es en alumbrado público, comercial, de fachadas, monumentos, etc... Raramente se utiliza este tipo de lamparas en interior de edificios. 

Lámparas de halogenuros metálicos cerámicos

Estas lámparas combinan la tecnología de lás lámparas de halogenuros metálicos con la tecnología de las lámparas de sodio de alta presión (quemador cerámico).

El tubo de descarga ceramico permite operar a temperaturas más altas que el tubo de descarga al cuarzo de los halogenuros metalicos convencionales, aumentando la vida util hasta las 15.000 horas. Tambien mejora la eficacia luminosa, la estabilidad del color a lo largo de la vida de las lámparas. 
En definitiva estas lámparas son muy adecuadas para su uso en edificios del sector terciario: comercios, oficinas, iluminación arquitectónica, escaparates, hoteles, etc....

Lámparas de vapor de sodio a baja presión

En este tipo de lámparas se origina la descarga eléctrica en un tubo de vapor de sodio a baja presión, produciéndose una radiación prácticamente mmonocromática

Actualmente són las lámparas más eficientes del mercado, es decir, las de menor consumo eléctrico, sin embargo, su uso está limitado a aplicaciones  en las que el color de la luz no sea relevante ya que está es amarillenta. 
Se usa habitualmente en autopistas, túneles, áreas industriales y muy raramente en edificación.

Ademas su elevado tamaño para grandes potencias obliga a utilizar luminarias de tamaño excesivamente grandes.

Lámparas de vapor de sodio a alta presión

Las lamparas de sodio a alta presión mejorando la reproducción crómatica respecto las de baja presión y aunque la eficacia disminuye su valor, sigue siendo alto comparado con otros tipos de lamparas.

El tamaño formado por el conjunto de óptica i lámpara hace que este tipo de luminaria sea muy eficiente.
Actualmente está creciendo su uso al sustituir a las lámparas de vapor de mercurio, ya que presentan una mayor vida útil con una mayor eficacia.
Este tipo de lámparas se emplea en instalaciones exteriores de trafico e industriales, así como en instalaciones interiores de edificios industriales y comercios.

Lámparas con tecnología LED

Las lámparas con tecnología LED son diodos semiconductores que emiten luz. Su nombre es un acrónimo en ingles que significa "LED: Lighting Emitting Diode". 
La tecnologia LED, no posee filamento, por lo que tiene una elevada vida y son muy resistentes a los golpes. Las lamparas LED permite un mayor control de la distribución de la luz. Entre sus ventajas, además de su amplia gama de colores, destaca que, a diferencia de las de bajo consumo, no precisa calentarse para funcionar a pleno rendimiento. A ello también se suma que son muy eficientes a bajas temperaturas, lo que no sucede con las lámparas fluorescentes.

Una lámpara LED de 20W consume 0,02 kWh frente a los 0,100 kWh de una lampara incandescente no halogena.
El importe energético anual es de menos de 11 euros, cinco veces menos que una lampara incandescente no halógena. 
La disipación de calor y la calidad de los materiales sobre la vida útil y la salida de la luz son factores que influyen sobre este tipo de bombillas. No todas las tecnologías, marcas y modelos duran lo mismo pero los valores de referencia se mueven en la horquilla de las 45.000 y 50.000 horas, una diferencia astronómica si se compara con las 1.000 horas de las lámparas incandescentes no halógenas.

Las lámparas LED tienen actualmente un elevado coste inicial (a partir de los 20 euros), por lo que se estima que requiere de una media de 10 horas al día para que en menos de dos años el gasto quede amortizado, prolongando de esta forma el ahorro energético debido a su duración elevada. Es por ello que son muchos los que confían en que esta tecnología sea el futuro de la iluminación.
Existe la idea de que no todos los colores de LED sirven para todos los usos. Esta afirmación no es cierta no obstante muy a menudo se recomienda otro tipo de lamparas para usos domésticos.  En todas las lámparas que se comercializan se puede encontrar indicado en la etiqueta la calidez de su luz. En concreto se ha de observar los dos últimos dígitos de la numeración que viene a continuación de los vatios, pudiendo ser 27, 30, 40 o 65. De este modo, si 27 hace referencia a 2.700 Kelvin, es decir, a una luz cálida similar a la de una cerilla, el 65 serían 6.500 Kelvin o, lo que es lo mismo, una color blanco muy frío sólo apto para ambientes muy específicos de interior.

La energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es la energía eléctrica que se obtiene directamente de la radiación solar.

La radiación solar es la energía electromagnética que mana en los procesos de fusión del hidrogeno (en átomos de helio) contenidos en el sol, la cual es gratuita e inagotable y no produce ningún tipo de emisiones, ayudando así, a la reducción del efecto invernadero.

Tipos de radiación solar

La radiación solar se puede manifestar de tres formas distintas dependiendo de cómo se recibe en los objetos:

• Radiación directa: Es la que procede directamente del sol. 
• Radiación difusa: Es la que se recibe de la atmósfera debido a la dispersión de la radiación solar en la misma. 
• Radiación reflejada: Es la que se refleja en la superficie terrestre.

 

Imagen: Componentes de la radiación solar terrestre. Fuente:monografías.com

La radiación depende de la trayectoria solar, la cual varia a lo largo del año debido al eje de rotación de la tierra, que no siempre es perpendicular con el plano de su trayectoria de traslación con respecto al sol. La inclinación de este eje es lo que produce las estaciones del año, las variaciones en horas solares y el ángulo de la radiación solar.

 Video.

Tipos de instalaciones solares fotovoltaicas

Existen dos tipos de instalaciones:

• Instalaciones aisladas (stand-alone) : Con este tipo de instalación se produce energía eléctrica para el propio consumo.
• Instalaciones conectadas a red (grid connected): Con este tipo de instalación se puede producir energía eléctrica para ser vendida en su totalidad o como sobrante del propio consumo.

Instalaciones aisladas (stand-alone)

Esta instalación se utilizan habitualmente en viviendas aisladas, granjas, señalización de carreteras, alumbrado rural, bombeo de aguas, etc…. 

Partes fundamentales:

Generador fotovoltaico

El generador fotovoltaico de una instalación aislada está formado por un conjunto de módulos fotovoltaicos conectados en serie.

El elemento base es el modulo fotovoltaico, conocido popularmente como panel solar o placa solar, la cual tiene una estructura robusta y manejable sobre la que se colocan las células solares interconectadas y montadas sobre láminas de vidrio que las protegen de la intemperie. Las células fotovoltaicas es un dispositivo formado por una delgada lámina de un material semi-conductor, frecuentemente de silicio, que se encarga de convertir la radiación solar en corriente eléctrica.

Su orientación ideal es hacia el sur geográfico y con una inclinación equivalente a la latitud del lugar donde se vaya a realizar la instalación.

Deben dimensionarse de acuerdo al consumo medio del edificio que se quiere dar suministro. Su potencia se mide en watios pico (Wp).

Regulador

El regulador es un elemento que se dimensiona de acuerdo a los paneles a controlar y sirve para evitar sobrecargas y descargas profundas de las baterías, ya que esto puede provocar daños irreversibles en la mismas y se encarga de impedir la descarga de las batería a través de los paneles en los periodos sin luz.

Baterías

La función prioritaria de las baterías es la de acumular la energía que se produce para poder ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo.

Otra importante función de las baterías es la de proveer una intensidad de corriente eléctrica superior a la que el generador fotovoltaico puede entregar en un momento puntual como puede ser el arranque de un motor.

Generelamente las baterías son de plom-àcid, plomo-antimonio, plomo-selenio y plomo calcio. Su capacidad se mide en amperio hora (AH).

Inversor

El inversor es el aparato que se encarga de transformar la corriente continua de 12 o 24 voltios de las baterías en corriente alterna senoidal de 220 voltios, siendo esta la tensión más habitual en los edificios

Los inversores de mayor tamaño, suelen incorporar un sistema de carga de baterías desde un generador externo, de esta forma en el caso de muchos días nublados o un exceso de consumos puntual, permiten recargar las baterías y poder volver a funcionar la instalación con normalidad durante la noche. De todas formas este sistema de carga debe ser utilizado en caso de emergencia, ya que no es el mejor sistema de recarga de las baterías.

Instalaciones conectadas a red (grid connected)

Este tipo de instalación puede dar servicio a un solo edificio y vender la electricidad restante o puede ser un campo solar con la sola finalidad de fabricar y vender energia.

Los campos solares están formados por muchos módulos fotovoltaicos conectados en serie que forman ramas, las cuales se conectan en paralelo formando el campo solar.

Su funcionamiento es similar al de una instalación aislada pero con la finalidad de producir electricidad para ser vendida. Es por ello que normalmente este tipo de instalación no dispone de baterias de acumulación.

Esquema de principio del sistema de energia solar fotovoltaica conectado a la red.