Panel Solar con Alarma Comunitaria

En la actualidad, el uso de energías renovables ha cobrado una importancia fundamental en nuestra sociedad. La creciente preocupación por el medio ambiente y la necesidad de reducir la dependencia de los combustibles fósiles han impulsado el desarrollo y la adopción de tecnologías más limpias y sostenibles. Entre las diversas fuentes de energía renovable, la energía solar destaca por su accesibilidad y versatilidad.

Los paneles solares convierten la luz solar en electricidad, ofreciendo una fuente de energía inagotable y respetuosa con el medio ambiente. Este avance ha permitido la implementación de sistemas de energía solar en una amplia variedad de aplicaciones, desde la alimentación de dispositivos electrónicos hasta el suministro de energía para viviendas y comunidades enteras. En TECNOCOM INGENIERIA estamos comprometidos con la responsabilidad ambiental y la innovación, por lo que aprovecharemos esta ocasión para explorar la forma de conectar un panel solar a los sistema de Alarma Comunitaria VIGICOM.

Antes de profundizar en la parte central de nuestro tema, es fundamental dejar en claro algunos conceptos clave.

¿Por qué Instalar un Sistema de Energía Solar?

Las razones para instalar un sistema de energía solar son varias, acá detallamos algunas:

• Cuando no hay una fuente de energía eléctrica disponible, como en áreas alejadas o remotas.
• Cuando los costos de la energía eléctrica convencional son demasiado elevados.
• Cuando las fuentes de energía eléctrica existente no son confiables. Por ejemplo, cuando hay cortes de energía.
• Cuando la instalación de un sistema eléctrico solar es más práctico y seguro. Por ejemplo, la iluminación de bajo voltaje de un jardín.

En cualquier caso, la razón más importante para instalar un sistema de energía solar es que no produce gases de efecto invernadero, por lo tanto, no contamina. Además, la energía es prácticamente gratuita.

A continuación, veremos los componentes necesarios para realizar una instalación de un sistema de energía solar fotovoltaica.

 

Panel Solar:

Un panel solar es un dispositivo que convierte la luz solar en electricidad mediante el uso de células fotovoltaicas. Estas células son el corazón del panel solar. La mayoría de los paneles solares están formados por varias células conectadas entre sí. Una célula produce alrededor de 0,5V, por lo que se conectan en serie para producir voltajes más útiles. La electricidad que generan esta células, es corriente continua (D.C.), la cual puede ser utilizada para cargar baterías o alimentar directamente dispositivos electrónicos.

Los paneles solares tienen especificaciones de voltaje, corriente y potencia, las cuales se encuentran en la hoja de características del fabricante o en una etiqueta en la parte posterior del propio modulo. Las especificaciones más comunes son:

• Voltaje de circuito abierto (Voc): es la máxima tensión de salida cuando el módulo no está conectado a ninguna carga.
• Voltaje de máxima potencia (Vmp): voltaje de salida cuando el módulo está conectado a una carga. Sirve para calcular la potencia máxima.
• Corriente de máxima potencia (Imp): corriente máxima cuando el módulo está conectado a una carga. Se utiliza para calcular la potencia máxima.
• Corriente de corto circuito (Isc): corriente cuando la salida del módulo está en cortocircuito. Se calcula como el peor escenario, para determinar el calibre de los cables.
• Potencia máxima (Pmp): es la potencia máxima (nominal) del módulo, se calcula multiplicando Vmp x Imp.

En la figura de abajo se muestra un panel solar comercial de 50W, con sus especificaciones de voltaje y corriente.

Controlador de Carga:

El controlador de carga funciona como un regulador de voltaje, que gestiona la carga y la descarga de la batería. El objetivo es que el panel no sobrecargue la batería, además de protegerla para que no se descargue completamente, por el consumo de las cargas de corriente directa.

El controlador monitorea el voltaje y la corriente que llega a la batería, cuando la batería está completamente cargada, el controlador desconectara la energía que fluye desde el panel solar hacia la batería. Cuando la batería suministra voltaje a un aparato eléctrico, comienza a descargarse y cuando el voltaje llega a un nivel muy bajo, el controlador desconecta la corriente que fluye desde la batería hacia el aparato eléctrico, para evitar que la batería se descargue completamente y sufra daños..

Batería:

La función de las baterías es almacenar energía durante las horas que hay sol o energía de la red eléctrica, para poder ser utilizada durante las horas que no hay sol o se va la energía, como en la noche o cuando hay mal tiempo. Las baterías almacenan energía eléctrica continua, mediante un proceso químico. Las baterías más usadas son las de plomo-acido de ciclo profundo. Son parecidas a las de los automóviles, pero internamente son diferentes. La diferencia está en que este tipo de baterías puede descargarse y cargarse cientos de veces; mientras que la batería de los automóviles está diseñada para descargar grandes cantidades de energía en poco tiempo para encender el motor y luego cargase inmediatamente con el alternador. Por eso no se recomienda utilizar baterías de automóvil. Las baterías tienen una vida útil promedio de entre 3 y 5 años, por lo que es probable que tenga que cambiarlas un par de veces durante el ciclo de vida de los paneles fotovoltaicos.

Existen dos tipos de batería de plomo-acido: las de tipo vaso abierto y las selladas, la diferencia es que las de tipo vaso abierto son más económica y requieren mantenimiento, mientras que las selladas son más caras, pero no requieren mantenimiento. En cualquiera de los dos casos la recomendación es que la batería no debe descargase más del 80%, porque una descarga mayor reduce considerablemente su vida útil. Esto quiere decir que una batería de 100 Ah no debe excederse de 80 amperios hora de potencia útil.

 

¿Cómo conectar un Panel Solar a una Alarma Comunitaria?

Para llevar a cabo esta conexión, necesitará los siguientes elementos:

• Panel Solar: Un panel solar de 12 Voltios puede entregar desde 14 hasta 18 Voltios. Existen varios tipos en el mercado que entregan desde 10 Vatios hasta 300 Vatios de potencia. Los paneles monocristalinos suelen ser los más eficientes (un poco más de 20%). Los policristalinos y de capa fina son menos eficientes (debajo de 20%).
• Controlador de Carga: Debe tener la capacidad de entregar 12 Voltios para alimentar la alarma.
• Batería de 12V DC: La batería de la alarma comunitaria, que es de ácido de plomo y tiene una capacidad de 4Ah o 7Ah.
• Sirena Electrónica (12V DC), Sirena Corneta de Audio.
• Cableado Adecuado
• Herramientas Básicas: Destornillador, alicates, multímetro, etc.

Pasos para Conectar el Panel Solar a la Alarma

1. Selección y Ubicación del Panel Solar: Seleccione un panel solar que entregue la potencia adecuada. Por ejemplo, si se tiene una batería de 4 Ah y 12 Voltios, su potencia-tiempo es de 48 Wh (Vatios-hora). En Colombia, el promedio de irradiancia solar es 4.5 kWh/m²/día. Dividiendo 48 Wh entre 4.5 horas de luz solar efectiva, inferidas de la medida de irradiancia, se calcula que el panel debe entregar 10.67 Vatios para cargar la batería en ese número de horas.

Instale el panel en un lugar donde reciba la mayor cantidad de luz solar directa posible durante el día. La ubicación ideal debe evitar sombras y obstrucciones que puedan reducir su eficiencia. Se recomienda ubicarlo a 5° de inclinación hacia el sur geográfico.

2. Conectar el Panel Solar al Controlador de Carga: Conecte los cables del panel solar a los terminales de entrada del controlador de carga, respetando la polaridad (positivo y negativo). Los controladores de carga tipo MPPT son altamente eficientes (90%), mientras que los tipo PWM son más asequibles pero menos eficientes (65%). Tome en cuenta la eficiencia del controlador de carga, ya que la potencia real que recibirá la batería y la alarma no corresponderá a la entregada por el panel solar.

Para el ejemplo del punto anterior, si se escoge un controlador PWM se deberá tener un panel de por lo menos 20 Vatios, es decir, de acuerdo a la potencia requerida se necesita que el panel entregue el doble de potencia. Pero si escoge un controlador MPPT el panel deberá ser de al menos 15 Vatios, es decir, de acuerdo a la potencia requerida el panel deberá entregar la mitad más de potencia. Se sugiere un panel de entre 20 y 30 Vatios para cubrir posibles caídas de potencia que puedan deberse a la nubosidad o mal clima, y al aumento de temperatura del panel en horas de mayor intensidad solar.

3. Conectar la Batería al Controlador de Carga: Conecte la batería de 12V DC a los terminales adecuados de salida del controlador de carga, respetando la polaridad. El controlador de carga debe ser configurado adecuadamente para cargar la batería al voltaje correcto. Una batería de ácido de plomo de 12 Voltios será cargada a 13.6 Voltios, o 2.25 Voltios por celda.

4. Conectar la Alarma Comunitaria al Controlador de Carga: Conecte la salida D.C. del controlador de carga a la entrada de batería de 12 Voltios de la Alarma Comunitaria. La batería se cargará mientras el panel solar esté en funcionamiento, y una vez disminuya la irradiancia solar diaria la batería pasará a reemplazar al panel como fuente de alimentación de la Alarma.Conectar las Sirenas o

5. Cornetas a las Salidas en Seco y/o Audio: Conecte las sirenas y/o cornetas a las salidas correspondientes, siguiendo las especificaciones respectivas del producto VIGICOM elegido. La sirena de 12 Voltios tiene un consumo de potencia aproximado de 30 Vatios al máximo, pero rara vez sobrepasa los 15 Vatios (1.2 Amperios a 12 Voltios de consumo habitual). La sirena electromecánica es alimentada desde la red eléctrica, pero si desea alimentarla con el panel debe utilizar un elemento llamado inversor, que convierte el voltaje DC en AC. Aunque esta aplicación no es recomendable, para cargas inductivas (con motores).

6. Verificación y Pruebas: Verifique el sistema y realice pruebas para asegurar que todo funciona correctamente. Utilice un multímetro para comprobar los voltajes en diferentes puntos del circuito. Asegúrese de que el panel solar está cargando la batería, que el transformador está proporcionando energía a la tarjeta electrónica y que las sirenas se activan cuando el sistema de alarma lo requiere.

 

Consideraciones Adicionales

Mantenimiento Regular

Realice un mantenimiento regular para asegurar el funcionamiento óptimo del sistema. Esto incluye limpiar el panel solar, verificar las conexiones eléctricas y comprobar el estado del controlador de carga y la batería.

Consideraciones Climáticas

La eficiencia del panel solar puede variar según las condiciones climáticas. En días nublados o lluviosos, la generación de energía será más baja. Mantenga y conserve la batería con suficiente capacidad para cubrir periodos de baja luminosidad solar.

Seguridad

Siga todas las normas de seguridad al trabajar con electricidad. Utilice herramientas adecuadas y equipo de protección personal si es necesario. Desconecte la batería y/o la red eléctrica antes de realizar cualquier trabajo de instalación o mantenimiento.

Normatividad

Le recomendamos no dejar de consultar la normativa colombiana para generación de energía solar, incluyendo:

1. Ley 1715 del 13 de mayo de 2014 (recomendaciones generales)
2. NTC 5899-1 y 5899-2 de 2011 (paneles fotovoltaicos)
3. NTC 6016 de 2013 (controladores de carga)
4. NTC 5759 de 2010 (acondicionadores de potencia/inversores)

Conectar un panel solar a la Alarma Comunitaria VIGICOM es una solución eficiente y sostenible para mejorar la seguridad en áreas con acceso limitado a la electricidad o donde se desee implementar energía limpia. Deseamos que los pasos y recomendaciones presentados puedan llevarle a realizar una instalación segura, exitosa y que garantice un funcionamiento adecuado de nuestros dispositivos.

Esperamos que este artículo haya sido útil y claro. Si tiene alguna pregunta, necesita asistencia adicional o hacer un aporte, no dude en contactarnos.