Sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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En condiciones de suministro eléctrico centralizado, un sistema fotovoltaico conectado a la red puede suministrar parte de la carga requerida, mientras que la otra parte proviene de la red. En este caso, la batería no se utiliza. Miles de propietarios de viviendas en todo el mundo utilizan estos sistemas. Están satisfechos de que gracias al sistema fotovoltaico se reduce el volumen de compra de energía de la red, el sistema no consume combustible y no emite sustancias nocivas.
El propietario de una instalación fotovoltaica conectada a la red compra y vende electricidad mensualmente. La energía de las células fotovoltaicas se utiliza in situ o se inyecta a la red. Cuando el propietario del sistema necesita más electricidad de la que produce, por ejemplo por la noche, la red satisface automáticamente el aumento de la demanda. Cuando el sistema genera más electricidad de la que el hogar puede consumir, el exceso se envía (vende) a la red. Así, la red eléctrica actúa como reserva para el sistema fotovoltaico, como lo hace una batería para una instalación aislada. A final de mes, el crédito por la electricidad vendida se descuenta de tu factura de energía. En algunos países, las empresas de servicios públicos deben comprar electricidad a los propietarios de sistemas fotovoltaicos u otros productores independientes.
Un inversor aprobado y compatible con la red pública convierte la corriente CC del módulo fotovoltaico en corriente CA que coincide con el voltaje y la frecuencia de la red pública. Debe cumplir con los requisitos de calidad y seguridad. Los interruptores de seguridad del inversor desconectan automáticamente el sistema fotovoltaico de la red si se produce algún fallo en el sistema. Esta precaución protege al personal de mantenimiento de descargas eléctricas resultantes del contacto con una línea aparentemente inoperante que conecta la red al sistema fotovoltaico.
En algunos países, las empresas de energía están creando esquemas tarifarios especiales para mejorar la rentabilidad de los sistemas fotovoltaicos conectados a la red. A los niveles de precios actuales, si se divide el coste de instalar un sistema de este tipo y conectarlo a la red por la cantidad de electricidad que generará en 30 años, la electricidad solar suele ser más cara que la electricidad de la red. Algunas empresas de servicios públicos aumentan los precios de su energía durante determinadas horas del día. En algunos estados de EE.UU., la electricidad más cara por horas (tarifas máximas) cuesta casi tanto como la energía fotovoltaica. Cuanto más coincida la generación de electricidad a partir de un módulo solar con el momento de las tarifas pico, más eficaz será el sistema solar a la hora de reducir las facturas de electricidad.
El número de estos sistemas conectados a redes está creciendo, especialmente en Estados Unidos y Europa. Uno de esos proyectos comenzó a funcionar en California. Doce casas en Compton tienen células solares integradas en sus techos. Las losas para techos solares son una parte integral y estéticamente agradable del diseño de edificios. Los tejados solares están conectados a la red eléctrica local y los contadores de electricidad de las casas "invierten el giro" cuando las células solares producen un exceso de energía.
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Para su desarrollo, los investigadores utilizaron el "efecto loto". Estas plantas son conocidas por su capacidad para limpiar el polvo. A través de tubérculos microscópicos en la superficie de la hoja, las gotas de agua no escapan, sino que forman esferas casi perfectas que ruedan hacia abajo, atrapando con ellas las partículas de polvo.
Los científicos han utilizado un enfoque similar para crear gotas líquidas que pueden actuar como láseres y permanecer estables hasta la luna. Usaron líquido iónico de tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazolio y lo mezclaron con un tinte. Los investigadores recubrieron el sustrato de cuarzo para el "láser líquido" con nanopartículas de sílice fluorada para hacer que la superficie repela los líquidos como una hoja de loto.
En una serie de experimentos, los científicos demostraron que cuando se aplica un líquido preparado a un sustrato de silicio tratado utilizando una impresora de inyección de tinta comercial convencional, pequeñas gotas forman esferas casi perfectas.
Tales gotas pueden permanecer estables durante al menos 30 días. La forma y la resistencia a la evaporación permiten que la gota mantenga la resonancia óptica cuando es excitada por una fuente de bombeo láser. Y puede controlar el láser soplando la superficie con gas nitrógeno: esto cambia los picos del láser en el rango de 645 a 662 nm, deformando ligeramente la forma de las gotas.
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