Manual de Alumno Montajista A

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Centro de Capacitación InnoveGroup Certificada en Norma: NCh2728.Of 2003 CURSO: Montaje Industrial de sistemas solares fotovoltaicos 80hrs RELATOR: Jean Sebastian Vasquez Tapia

-Modulo Numero 1 ELECTRICIDAD BÁSICA Y ARMADO DE ESTRUCTURAS METÁLICAS APLICADAS A SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS EN PLANTAS INDUSTRIALES.

-Electricidad Básica -Voltaje. -Amper. -Watts. -Corriente Alterna ~. -Corriente Continua_... -Energía. -Configuración serie-paralelo. -Consumo de energía. -Estimación de consumo. -Conductores Eléctricos. -Instrumentación, Medición. -Fusibles y Uniones Eléctricas. -Simbología y código de colores (NCh Elec. 4/2003, artículo 8.0.4.15).

-Estructuras Metálicas -Funcionalidad. -Características de Construcción de estructuras. -Principales materiales y herramientas en la construcción de estructuras -Etapas del procedimiento de montaje de una estructura metálica: planificación, replanteo, descargue y ubicación de estructura, revisión de los materiales, pre-ensamble de piezas, uniones soldadas, uniones atornilladas, izajes e instalaciones, verificación de medidas, alineación, nivelación, accesorios, pintura, pruebas y ensayos al producto. Relevancia de la secuencia de montaje . -Degradación de los materiales usados para la construcción de estructuras metálicas. Principales técnicas para aumentar su durabilidad. - Tipos de uniones usadas en la construcción de estructuras metálicas: soldaduras y tornillos. Tipos de soldaduras más utilizadas. -Tipos de planos de estructuras metálicas a construir: interpretación y simbología. -Riesgos asociados a la construcción de estructuras metálicas. Cuidado personal. -Elementos de Protección Personal utilizados en la construcción de estructuras metálicas. -Estructuras metálicas en la industria fotovoltaica.

-Modulo Numero 2 PREPARACIÓN DE CABLEADO Y ESTRUCTURAS DE SOPORTE PARA SISTEMAS SOLARES FOTOVOLTAICOS EN PLANTAS INDUSTRIALES. -Conceptos básicos Fotovoltaicos -Efecto Fotovoltaico -Aplicaciones Fotovoltaicas -Funcionamiento planta solar Fotovoltaicas (ventajas-desventajas) -Equipos y elementos de una planta solar fotovoltaica -Funcionamiento, Mantenimiento y conexiones -Obras Civiles de una planta solar fotovoltaica -Medidas de prevención ante la Obra Civil -Instalación de Cableado en módulos, zanjas y equipos

-Estructuras de soporte para plantas solares Fotovoltaicos -Armado e instalación de estructura de soporte -Principales tipos de estructuras de soporte utilizadas en sistemas solares fotovoltaicos. Materiales y características relevantes. -Importancia de la comunicación de irregularidades a supervisores para la oportuna adecuación de la superficie. -Cuidados en la salud y seguridad laboral durante el montaje de estructuras de soporte en sistemas solares fotovoltaicos. -Principales lineamiento de Normativa de seguridad, Ley N° 16.744, referente accidentes del trabajo y enfermedades profesionales.

-Modulo Numero 3 MONTAJE Y CONEXIONADO DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS. -Conceptos básicos relacionados con la instalación de paneles solares fotovoltaicos. - Celda fotovoltaica: unidad de un sistema solar fotovoltaico. Principios básicos de funcionamiento, materiales y aplicaciones. -Equipos de trabajo necesarios para la ejecución de las tareas de instalación de paneles fotovoltaicos en una planta solar. -Ventajas de la construcción de plantas solares fotovoltaicas. Beneficios ambientales y económicos. -Impacto medioambiental de la construcción de plantas solares fotovoltaicas. Principales riesgos -Montaje y fijación de paneles solares fotovoltaicos -Principales herramientas utilizadas en el montaje y fijación de paneles fotovoltaicos. -Secuencia de desembalaje del módulo fotovoltaico. Importancia de instrucciones del embalaje. -Trazabilidad de los paneles fotovoltaicos. Registro de números de serie de cada módulo. Identificación de los paneles defectuosos. -Manipulación del módulo fotovoltaico: recomendaciones para su traslado, almacenamiento temporal en caso de improviso, precauciones de descarga eléctrica en los conectores, entre otras. -Técnicas de montaje de paneles fotovoltaicos: precauciones de seguridad durante su manipulación, peligro de colapso del módulo, importancia del uso de la cobertura opaca de protección durante la instalación. - Tipos de fijaciones utilizadas en la instalación de paneles fotovoltaicos. Características importantes de cada tipo. Herramientas utilizadas para la fijación de los paneles. -Seguridad y salud laboral durante el montaje y fijación de paneles fotovoltaicos. Riesgos asociados y Elementos de Protección Personal necesarios para la ejecución de estas actividades. - Conexionado de strings de paneles solares fotovoltaicos. -Tipos de conexiones para paneles solares fotovoltaicos: diferencia entre conexión en paralelo o en serie. Características generales de cada método. -Elementos de Protección Personal utilizados durante el conexionado de strings de paneles solares fotovoltaicos.

MODULO I

Electricidad Básica -Voltaje Es la magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Se puede medir con un voltímetro y su unidad de medida es el voltio, y su símbolo V En general los sistemas FTV, el voltaje es una característica presente en todos los elementos del sistema, en los paneles esta presente el voltaje de generación y dependerá de la cantidad de celdas que tenga el modulo. 36 celdas = 12volts 72 celdas=24volts

Alessandro Volta (1745-1827) Junto a su pila voltaica

-Amperaje La corriente eléctrica o intensidad, es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material, se debe al movimiento de los electrones en el interior del material conductor. Su unidad de medida es el AMPERIO. Existen dos tipos de corriente en un sistema fotovoltaico, corriente continua del lado del generador, y corriente alterna del lado del consumo.

¿Cómo mido la corriente?

André Ampère (1775-1836)

-Watts La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía absorbida por un elemento en un instante dado (watts/hora). Su unidad de medida es el Watts. La radiación solar también es una forma de potencia, nos indica la fuerza con la que llega la energía solar en un área determinada.(watts/m2)

¿Qué me cobran cuando pago la cuenta de la luz?

¿Qué significa1 watt de potencia? James Watt (1736-1819)

-Corriente Alterna ~ Se denomina como AC O CA a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna mas comúnmente utilizada es la de una onda SINOIDAL. La frecuencia empleada en la red eléctrica chile es de 50 [HZ]. Esta es la corriente que es utilizada por los artefactos eléctricos cotidianos.´ La corriente alterna es aquella en que el flujo de cargas se mueve alternadamente dentro del conductor, desplazándose en un sentido y otro; es decir, las cargas “van y vuelven” todo el tiempo. Este tipo de corriente es producido por generadores eléctricos.

Nikola Tesla (Никола Тесла), uno de los más importantes inventores de la historia. Tesla dominó disciplinas tales como la física, las matemáticas y la electricidad y es considerado el padre de la corriente alterna y fundador de la industria eléctrica. Entre sus inventos más importantes están la radio, las bobinas para el generador eléctrico de corriente alterna, el motor de inducción (eléctrico), las bujías, el alternador, el control remoto... Pocos de estos ingenios son reconocidos como suyos por el público general. Genio asombroso, visionario e inteligente como pocos fue sin embargo un personaje misterioso y oscuro, controvertido e incapaz de obtener beneficio de sus creaciones hasta el punto de ver cómo otro hombre recibía el premio Nobel por uno de sus inventos. Popularmente ha sido relacionado con experimentos extraños, armas secretas y teorías irrealizables que sobrepasaban lo utópico e incluso rozaban la demencia. Además del electromagnetismo y la ingeniería eléctrica su trabajo abarca múltiples disciplinas tales como la robótica, la balística, la mecánica, la ciencia computacional y la física nuclear y teórica que le permitieron incluso poner en tela de juicio alguna de las teorías de Einstein. Aunque poco conocido sin embargo sus inventos prácticos y funcionales son los cimientos de las civilizaciones tecnológicamente avanzadas de una manera tan elemental que de Tesla se ha llegado a decir que fue el hombre que inventó el Siglo XX. .

-Corriente Continua --Se denomina como CC O DC, Al flujo de cargas eléctricas que no cambian de sentido con el tiempo. Este tipo de corriente es generada por los paneles fotovoltaicos, al igual que la que entra y sale de las baterías.

Thomas Alva Edison (Milan, Ohio, 11 de febrero de 1847-West Orange, Nueva Jersey, 18 de octubre de 1931) fue un empresario y un prolífico inventor estadounidense que patentó más de mil inventos y contribuyó a proporcionar, tanto a Estados Unidos como a Europa, los perfiles tecnológicos del mundo contemporáneo: las industrias eléctricas, un sistema telefónico viable, el fonógrafo, las películas, etc. Edison ideó un instrumento sencillo para el recuento mecánico de votos en 1868. Se podía colocar en la mesa de cada representante; tenía dos botones, uno para el voto en pro y otro para el voto en contra. Para tramitar la patente, Edison contrató al abogado Carroll D. Wright. El instrumento se llevó ante un comité del Congreso de Washington. Ahí el veredicto fue brusco pero honesto: "Joven, si hay en la tierra algún invento que no queremos aquí, es exactamente el suyo. Uno de nuestros principales intereses es evitar fraudes en las votaciones, y su aparato no haría otra cosa que favorecerlos".

-ENERGIA Es la cantidad de tiempo que se usa una potencia, generalmente se utilizan las horas como referencia. Se mide en (Watts-hora).(kwh) En el caso de una instalación fotovoltaica, y como veremos mas adelante, lo que se busca es abastecer una cierta demanda energética o energía requerida, es la base de un correcto dimensionamiento del sistema.

-CONEXION

SERIE PARALELO

Dentro de las instalaciones fotovoltaicas hay elementos que demandan configuraciones específicas de voltaje (V) y corriente (A), es por esto que es necesario entender el concepto de serie y paralelo. -Conexión en Serie o String Conectando los paneles en serie o string, tiene como objetivo sumar sus voltajes y potencias. Básicamente consiste en unir el positivo de un panel con el negativo del otro.

Conexión en paralelo

-

Agrupando lo paneles en paralelo, lo que se busca es aumentar los niveles de corriente y potencia, manteniendo un voltaje constante. Básicamente consiste en unir el positivo de un panel con el positivo de otro, y así mismo con los negativos.

–ESTIMACION DE CONSUMOS Junto con los principios básicos de la electricidad, conocer el consumo eléctrico que buscamos abastecer es otro de los factores importantes para poder realizar un correcto dimensionamiento. Por lo general, esto se lleva a cabo conociendo el funcionamiento del hogar en el cual se realizara la instalación, cantidad de personas y hábitos nos sirven para realizar una estimación rápida.

–ESTIMACION DE CONSUMOS

–ESTIMACION DE CONSUMOS

–ESTIMACION DE POTENCIA MAXIMA La potencia máxima de la instalación se estima en base a la ocurrencia de consumos coincidentes. Para esto haremos un ejercicio práctico con una vivienda ejemplo. Los aparatos eléctricos que podrían llegar a pueden funcionar coincidentemente son los siguientes:

refrigerador Bombilla led 7w televisores computadores hervidor Bomba 1 hp Otros equipos

Potencia (W) 165 7 81 200 1500 750w 10% del total

Cantidad 1 6 3 2 1 1 1 Total (W)

Sub total (W) 165 42 243 400 1500 750 310 3410

–NOTA: La estimación de potencia máxima es la manera correcta para dimensionar inversores tipo OFFGRID para sistemas aislados, ya que por protección debemos ponernos en el peor de los casos, en esta seria todos los artefactos encendidos.

–CONDUCTORES ELECTRICOS

Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre. Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí. Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio. Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el cobre constituye el elemento principal en la fabricación de conductores por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas. El uso de uno u otro material como conductor, dependerá de sus características eléctricas (capacidad para transportar la electricidad), mecánicas (resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico que se le quiera dar y del costo. Estas características llevan a preferir al cobre en la elaboración de conductores eléctricos. El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%. Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este tipo de cobre se presenta en los siguientes grados de dureza o temple: duro, Demi duro y blando o recocido. El cable eléctrico de conexión representa el componente indispensable para el transporte de la energía eléctrica entre los diferentes bloques que integran un sistema fotovoltaico. Resulta inevitable que parte de esta energía se pierda en forma de calor, ya que la resistencia eléctrica de un conductor nunca es nula. Los cables eléctricos utilizados en un sistema fotovoltaico están cuidadosamente diseñados. Como el voltaje en un sistema fotovoltaico es voltaje CC bajo, 12 o 24 V, las corrientes que fluirán a través de los cables son mucho más altas que las de los sistemas con voltaje AC de 110 o 220 V. La cantidad de potencia en Watts producida por la batería o panel fotovoltaico está dada por la siguiente fórmula: P = V x I V =tensión I = corriente en Amperio

en

Voltios

Esto significa que para suministrar una potencia a 12 V la corriente será casi 20 veces más alta que en un sistema de 220 V. Esto significa que cables mucho más gruesos deben usarse para impedir el recalentamiento o incluso la quema de los cables. Para darse una idea del tamaño de los cables las siguientes tablas da algunas características de ellos, la corriente máxima que puede fluir sin recalentar el cable y la cantidad de potencia que puede producirse a diferentes voltajes: A continuación damos una tabla para conductores eléctricos extraído del manual de un fabricante de cables eléctricos, que nos servirá para saber que calibre de conductor necesitamos teniendo como dato la corriente que circulará por el conductor

–CONDUCTORES ELECTRICOS

Los fabricantes de cables proporcionan tablas que permiten seleccionar el calibre óptimo de acuerdo a la intensidad de corriente (en amperios) que pase por ellos. Es importante considerar la caída de tensión en el cable proveniente del arreglo de paneles hacia el controlador o del arreglo de baterías hacia el controlador. Otra tabla que nos podría ser útil es la siguiente, donde se considera a la potencia para distintos niveles de tensión.

De esta tabla queda claro que a voltajes bajos sólo bajas demandas de potencia pueden abastecerse o cables muy gruesos deben utilizarse. Para alcanzar una potencia de 1 kW a 12 V un cable de 25.0 mm2 debe utilizarse para suministrar tanto como 20 kW a 220 V. Esto aumenta el precio del sistema drásticamente debido a que los cables más gruesos son más costosos. Cuando se utilizan fusibles, para proteger la unidad de control o dispositivos contra corrientes altas, el tamaño de los fusibles no debería ser mayor a la proporción de corriente máxima del cable. Los fusibles son sólo útiles en el extremo de uso de la batería pues en el lado Fv de la batería la corriente de corto circuito es sólo 10% mayor que la corriente máxima durante brillo solar completo.

Cuando se diseñan sistemas más grandes, uno debe realizar un análisis de costo/performance para elegir el voltaje operativo más adecuado. Más aún sería mejor reunir pequeños grupos de paneles y de ser posible hacer el voltaje de operación más alto que 12 ó 24 V.

-

FUSIBLES Y SU IMPORTANCIA EN LOS CIRCUITOS

En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

cajas de combinación, DC Disconnects, Protecciones contra rayos, paneles de conexiones, Automáticos, etc.

Estos protectores distribuidos por DISMATEL han sido diseñados para impedir los incendios que se puedan producir al trabajar con tensiones continuas.

Iskra Zascite, compañía Europea por DISMATEL, ha anunciado la introducción de nuevas mejoras en la línea SAFETEC de dispositivos de protección ante sobretensiones y descargas producidas por impactos indirectos de rayos en la parte de continua de sistemas de alimentación AC / DC, instalaciones fotovoltaicas, turbinas eólicas y equipos industriales.

Estos protectores cuentan con un control térmico (TC) de última generación que, a través de un fusible térmico interno, impide la formación de arco fotovoltaico en caso de actuación. También disponen de un mecanismo que elimina la necesidad de fusible previo en la instalación y evita la corriente de fugas, alargando así la vida útil de la protección.

-UNIONES ELECTRICAS

Es de primordial importancia que el técnico electricista conozca a fondo la forma correcta de efectuar uniones, empalmes y toda clase de conexiones eléctricas, porque en el desempeño de sus labores se presentará a menudo el caso de unir dos o más conductores y el de sacar derivaciones de los conductores por los que fluye corriente. Uno de los requisitos del código eléctrico que rige la instalación de sistemas eléctricos es que, cuando se unen dos alambres la unión deberá ser fuerte y de baja resistencia eléctrica, estos son solo algunos tipos de uniones eléctricas más usadas. Antes de soldar los empalmes, el circuito deberá estar instalado propiamente desde el punto de vista mecánico y eléctrico. Al hacer un empalme, es imprescindible que el electricista calcule la tensión a la cual quedaran sujetos los conductores cuando ya estén instalados tomando en consideración, además, que dichos conductores quedaran expuestos a cambios de temperatura que pueden llegar a alterar mas o menos esta tensión. Las normas eléctricas requieren que se suelden los empalmes una vez que el circuito haya quedado asegurado mecánica y eléctricamente. Los empalmes deberán examinarse antes de soldarlos para ver si no ha quedado flojo alguno de ellos, pues si se suelda un empalme sin quedar bien apretado fuertemente de antemano, se usara una cantidad excesiva de soldadura y como el plomo, que constituye una gran parte de la soldadura, no es tan buen conductor de electricidad como el cobre, aumenta en consecuencia la resistencia eléctrica del circuito, lo que quiere decir que disminuye la corriente que circula por él. Los principiantes con frecuencia incurren en el error ilustrado en la figura.

Es decir, enrollan el alambre muy suelto y luego tratan de apretarlo con los alicates, dejando un espacio libre a cada lado del conductor. La letra “a” señala este espacio alrededor del conductor “b”, en la ilustración en la cual se ve que solo dos puntos de este conductor hacen buen contacto con el otro. Al soldar esta unión, la soldadura llenara los espacios libres, ofreciendo mucha resistencia al paso de la corriente. En misma figura puede verse el modo correcto de hacer el trabajo. Hay dos clases principales de empalmes, a saber: los que se usan para unir dos conductores y formar uno solo, y los que se usan para unir derivaciones de otros conductores. El primer empalme mencionado se emplea para aumentar la longitud e un conductor, añadiéndole otro conductor. También se usa para conectar de nuevo dos secciones de un mismo conductor que se ha roto accidentalmente.

El segundo empalme al que nos referimos en el párrafo anterior es el que se usa con frecuencia para sacar una derivación o “toma” de otro conductor que lleva corriente. De ahí el nombre “unión de toma o derivación” que se le da a este tipo de empalme. Como quitar el aislamiento Para hacer una buena unión lo primero que se debe hacer es quitar el aislamiento de los extremos de los conductores que se van a unir. En “b” de la figura anterior se muestra el modo correcto y el incorrecto de hacer el trabajo. Si el aislamiento se corta manteniendo la hoja de la navaja a escuadra con el conductor, es probable que se haga una incisión ligera alrededor de este que lo debilitará tanto que puede romperse fácilmente, al estar manejándolo. Si el corte es profundo, la resistencia del conductor aumentara apreciablemente y al pasar la corriente, puede fundirse el conductor en el punto de la incisión. Hacemos hincapié, por tanto, en que el aislamiento de un conductor debe removerse usando la navaja de la misma manera que se le saca punta a un lápiz. Una vez que el conductor haya sido despojado de su aislamiento limpie el metal, raspándolo con la navaja hasta que brille, para asegurar que se establezca un buen contacto entre las superficies de los conductores que van a unirse y se facilite el trabajo de soldar. En caso de que el alambre este estañado, no es necesario rasparlo. En tal caso solo basta remover muy bien el aislamiento ya que la capa de estaño ayuda a que la unión quede mejor soldada.

Unión Cola de Ratón

Hay algunos lugares donde los alambres no sufren ninguna tensión por lo que las uniones no tienen que resistir ninguna fuerza. Por ejemplo, para unir los alambres que quedan dentro de las cajas para tubo-conducto o conduit, conviene usar la unión de cola de ratón. Sin embargo, esta conexión no debe usarse cuando haya probabilidades de que la unión tenga que soportar peso. Para hacer esta unión, remueva como 8 cm del aislamiento de los conductores y crúcelos como se indica en la figura que sigue. Luego tuérzalos de modo que adquieran la apariencia ilustrada en la parte derecha

Cuando la unión comprenda mas de dos alambres, fuérzalos juntos en la misma dirección como se muestra en la figura 3 Recuerde que este tipo de unión no debe usarse cuando los conductores estén expuestos a soportar un peso. Procure que la unión terminada quede libre de filos o puntas que puedan rasgar o agujerar la cinta aislante, cuando esta se aplique a la unión.

Unión Western o de Prolongación

Se le llama así ya que es muy utilizado entre los linieros. Es fácil de hacer y de una resistencia muy grande a la tensión mecánica. Unión en Derivación con nudo sencillo

Esta derivación se hace cuando se necesita verdadera resistencia a la tensión mecánica, se le hacen como mínimo seis espiras cortas además del nudo.

Unión en Derivación doble

La derivación que presento ahora, es muy funcional para cuando se desea de una sola línea sacar dos derivaciones más. Se hace en forma de cruz y se forman como mínimo seis espiras cortas por derivación, para darle fuerza a la tensión mecánica.

-UNIONES ELECTRICAS FOTOVOLTAICAS En los sistemas de montaje fotovoltaico, generalmente se ocupa tipo de conector MC4,MC3, los cuales son especiales para conexiones en serie y paralelo de los paneles.

         

Adaptable con conectores MC4 (Hembra o Macho) Diámetro: 4 mm Voltaje Máximo: 1000V DC Intensidad máxima: 25A Rango cable entrada: 4 mm Resistencia contacto: 5 mmΩ Rango T°: -40°C a 90°C Fuerza Inserción: = 50 Newton Fabricada en China

Excelente resistencia al tiempo, rayos UV, agua y polvo, por lo que puede ser usado en condiciones extremas. Simple de instalar

Esta pinza es adecuada para la conexión de conectores MC4 con el cable, aumentar la eficiencia de trabajo del proyecto de instalación fotovoltaica

-IMPORTANCIA DE LA CONEXIÓN A TIERRA Objetivo: • Limitación de la tensión (relativa a tierra) que las masas metálicas Puedan presentar • Aseguración del funcionamiento de las protecciones • Reducción del riesgo de paso de corriente al usuario por un fallo Del aislamiento de conductores activos en las instalaciones Eléctricas.

-INSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRICA Y FOTOVOLTAICA

-Multimetro Un multímetro, también denominado polímetro,1 o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras.

Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida.

-Amperímetro

Un amperímetro es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un microamperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

-Amperímetro, voltímetro digital

-Medidor de radiación de energía solar PCE-SPM 1 Medidor con sensor integrado que determina el rendimiento energético en sistemas fotovoltaicos / también sirve para la búsqueda de una ubicación óptima para nuevas instalaciones. El medidor de radiación para energía solar es el instrumento óptimo para ingenieros solares, arquitectos y aficionados a la ingeniería solar. Con este medidor de radiación determina la potencia solar. Otros datos nominales (corriente, tensión, etc.) se pueden detectar de forma paralela con un medidor separado (multímetro con registrador de datos). Esto permite hacer una declaración sobre la instalación y la interpretación del dispositivo fotovoltaico. La medición de la intensidad de luz se efectúa a través de una célula solar de silicio monocristalina. El procesador integrado en el medidor de radiación de energía solar se encarga de una corrección automática para mantener la precisión base después de la calibración de cada aparato en el simulador solar. El parámetro más importante Ptot (en W/m²) se puede leer directamente en pantalla. Los valores contenidos en la memoria interna (32.000 valores de medición) se pueden transmitir al ordenador con la ayuda del software y a través del puerto de serie. Este medidor de radiación de energía solar está concebido también para el uso en exteriores y posee una carcasa de plástico resistente a la intemperie. Sus dimensiones compactas permiten un uso confortable.

1. Medición solar directa in situ Con el medidor de radiación se puede efectuar una medición directa de energía en una posición definida. Estos valores de medición sirven también para verificar el grado de eficacia de módulos o instalaciones fotovoltaicas. 2. Simulación de temperatura, potencia, tensión y corriente de los módulos fotovoltaicos

3. Mediciones prolongadas Se ha equipado el medidor con un registrador interno para mediciones.

Radiación solar El medidor de radiación reconoce la radiación solar completa, es decir, tanto la radiación directa como la radiación solar difusa en la atmósfera. La mayor parte de la radiación solar que refleja en la superficie de la tierra se encuentra en la parte infrarroja visible del espectro electromagnético, ya que la radiación ultravioleta es absorbida por la atmósfera. La radiación solar varía a lo largo del año, pues el ángulo incidente de la luz solar en el verano es mayor que en invierno y los rayos inciden en verano de forma más directa sobre la superficie terrestre.

-SISTEMAS DE CANALIZACIONES ELECTRICAS Las canalizaciones eléctricas o simplemente tubos en instalaciones eléctricas, son los elementos que se encargan de contener los conductores eléctricos. La función de las canalizaciones eléctricas son proteger a los conductores, ya sea de daños mecánicos, químicos, altas temperatura y humedad; también, distribuirlo de forma uniforme, acomodando el cableado eléctrico en la instalación.

Las canalizaciones eléctricas están fabricadas para adaptarse a cualquier ambiente donde se requiera llevar un cableado eléctrico. Es por eso, que se pueden encontrar empotradas (techos, suelo o paredes), en superficies, al aire libre, zonas vibratorias, zonas húmedas o lugares subterráneos. Dependiendo del tipo de material que están fabricadas, estas se clasifican en: metálicas y no metálicas. Las no metálicas se fabrican de materiales termoplásticos, ya sea PVC o de polietileno; en el caso de las canalizaciones metálicas, se fabrican enacero, hierro o aluminio.

-Canalización tipo PVC ¿PVC? es un material termoplástico, de esos derivados de los polimeros. Su denominación viene, por el compuesto policloruro de vinilo, de ahí su nombre "PVC". Este es resistente y rígido, puede estar en ambientes húmedos y soportar algunos químicos. Por las propiedades del termoplástico, es autoextinguible a las llamas, no se corroen y son muy ligeros

Aplicaciones: - Empotrados bajo concreto, en suelos, techos y paredes.

- En zonas húmedas.

- En superficies, considerando sus limitaciones térmicas y mecánicas.

-Canalización tipo EMT Por sus siglas en inglés, Electrical Metallic Tubing (EMT). Estos tubos son unos de los

más versátiles utilizados

en

las

instalaciones

eléctricas comerciales

e

industriales, esto por ser moldeables a diferentes formas y ángulos, facilitando la trayectoria que se le quiera dar al cableado. Pasan por un proceso de galvanizado, este recubrimiento evita la corrosión, lográndose mayor durabilidad. Pueden venir en tamaños desde 1/2" hasta 4" de diámetro. No tienen sus extremos roscados, y utiliza accesorios especiales, para acoplamiento y enlace con cajas.

Aplicaciones: - Su mayor aplicación está para montarse en superficies ( zonas visibles). - Soportando leves daños mecánicos. -Pueden estar directamente a la intemperie. - Pueden ser empotrados o zonas ocultas; bajo concreto, ya sea en suelo, techo o paredes.

-Canalización tipo IMC

Estos tubos son los más resistentes a los daños mecánicos. Debido al grosor de sus paredes, son más difíciles de trabajar que los EMT. En ambos extremos vienen con una rosca, pudiéndose enlazar con conectores roscados ( coples o niples). También se le puede hacer la rosca de forma manual con una terraja, en este caso debe procurarse eliminar las rebabas para que no afecte en los conductores, al momento de ser instalados. Para evitar la corrosión, estos son galvanizados internamente y externamente por un proceso de inmersión en caliente. Por su fabricación, son canalizaciones muy durables, y son bien herméticas. Estando aptos para contener los cables sin que estos se estropeen o maltraten. Los tamaños de este van desde la 1/2" hasta 6" de diámetro.

Aplicaciones: - Aunque se pueden utilizar en cualquier zona, estos son ampliamente usados para instalaciones eléctricas industriales, en zonas ocultas o visibles. Ya sea enterrados o empotrados, en el suelo o bajo concreto. - Pueden estar a la intemperie, soportando la corrosión por su revestimiento galvánico. - En lugares con riesgos de explosivos.

-Canalización tipo Metálica Flexible

Estas tuberías son fabricadas en acero, y pasan por un recubrimiento galvanizado. Su flexibilidad a la torsión y a la resistencia mecánica se debe a su forma engargolada (láminas distribuidas en forma helicoidal). Por su construcción (baja hermeticidad) no es recomendable que esté en lugares con alta humedad, vapores o gases. Sus dimensiones van desde 1/2"hasta 4" de diámetro.

Aplicaciones: - Su principal aplicación está en ambientes industriales. - En zonas donde el cableado esté expuesto a vibraciones, torsión y daños mecánicos. - Instalación en zonas visibles, donde el radio de curvatura del alambrado que se vaya a realizar es grande. - Para el cableado de aparatos y máquinas eléctricas, motores y transformadores.

-Canalización de tubos flexibles de plástico Estos se fabrican con materiales termoplásticos, generalmente con PVC de doble capa, haciéndolo más resistente y hermético. Se caracterizan por ser livianos, y por su superficie corrugada que lo hace flexible.

Aplicaciones: - Instalación en zonas visibles, donde el radio de curvatura del alambrado que se vaya a realizar es grande. - En aparatos que involucre el cableado con curvaturas elevadas.

-Código de colores (NCh Elec. 4/2003, artículo 8.0.4.15).

Los conductores de una canalización eléctrica se identificarán según el siguiente Código de Colores: • Conductor de la fase 1 azul • Conductor de la fase 2 negro • Conductor de la fase 3 rojo • Conductor de neutro y tierra de servicio blanco • Conductor de protección verde o verde/amarillo

Estructuras Metálicas Construcción en acero es aquella construcción en que la mayor parte de los elementos simples o compuestos que constituyen la parte estructural son de acero. En el caso en que los elementos de acero se constituyan en elementos que soportan principalmente las solicitaciones de tracción de una estructura mientras que el hormigón (o concreto) toma las solicitaciones de compresión la construcción es de hormigón armado o concreto reforzado. Esa solución constructiva a pesar de contener acero en forma de hierro redondo no se incluye dentro de la definición de Construcción en Acero. Cuando conviven en una misma construcción elementos simples o compuestos de acero con los de hormigón armado la construcción se denomina mixta (acerohormigón armado).

-FUNCIONALIDAD Para muchos de los que se han familiarizado con las obras civiles construidas en acero resulta particularmente grato el uso de este material. Llama la atención la limpieza del sitio de construcción, la Rapidez de la misma y las grandes luces que se pueden salvar, entre otras. En el ámbito de cálculos es interesante la manera explícita en que se puede abordar la respuesta del material a cada solicitud. Es la esperanza del autor que el lector encuentre igualmente grato el estudio de la presente obra, pasando poco a poco de lo más elemental a lo más complejo y llegue también a compartir el gusto por el diseño y la construcción de estructuras metálicas. En el presente curso, nos enfocaremos en estructuras metálicas para sistemas fotovoltaicos industriales y residenciales, ya sea en perfiles de acero, metalcom, aluminio u otro acero galvanizado.

-PRINSIPALES CARACTERISTICAS El sistema de instalación posibilita fabricar todo tipo de estructura soportante para sistemas fotovoltaicos con distintos tipos de aceros, aprenderemos tipos de materiales y trabajabilidad de estos enfocándonos en los más utilizados. Debemos tener presente sus características ya que serán estructuras expuestas a condiciones climáticas naturales, frio, calor, lluvia, viento etc, considerando estas para su armado y refuerzos.

MODULO II Conceptos Básicos Fotovoltaicos Por razones económicos, ambientales y políticos, es necesario buscar otras fuentes alternativas de energía que sean a la vez económicas, abundante, limpio y que preserven el equilibrio ecológico. Energía proveniente del Sol, Viento y de la Tierra (geotérmica) son las opciones, pero la energía del sol tiene una ventaja extra con respeto a otras dos fuentes. Se pueden construir dispositivos solares de cualquier tamaño, pequeño que sea (hasta 0.5 Vatios y de 0.25 m2 ), y por ser tipo modular también se pueden ampliar. Esto daría la posibilidad de llevar energía a las casas remotas, áreas protegidas, donde no pueden instalarse proyectos convencionales y por ende podría electrificar el 100% del país. Además la energía del sol es un excelente candidato porque: - Sol emite energía 24 horas al día, 365 días al año a nuestra planeta. Todos lugares reciben esta energía según la ubicación (latitud), es abundante y gratuita, - no es contaminante, como el petróleo y el carbón, - no tiene desechos radioactivos, como la nuclear, etc. - ocupa menor área por watts de la producción de energía, - nadie puede aumentar su precio, - no necesita algún tipos de cables o tanques, para su transportación. - no se puede secuestrar este gran fuente, - Sol es responsable de que en nuestro planeta existan las condiciones adecuadas para la supervivencia de la vida humana, animal y vegetal.

POTENCIAL DEL SOL: La potencia solar que recibe el planeta Tierra (fuera de la atmósfera) es cerca de 173X1012 Kw. o una energía de 15x1017 Kwh. por año. Al atravesar la atmósfera, cerca de 53% de esta radiación es reflejada y absorbida por el nitrógeno, oxígeno, ozono, dióxido de carbono, vapor de agua, polvo y las nubes. Por lo tanto al pasar estas radiación por una distancia de 150 millones de Km., se reduce esta cantidad y el final planeta recibe energía promedio a 3 x1017 Kwh. al año, equivalente a 4000 veces el consumo del mundo entero en un año (7X1013 Kwh./año), lo cual nos indica la enorme potencia del Sol. Además de aprovecharla, de manera natural (vientos, evaporación de los mares para energía hidroeléctrica, fotosíntesis para la producción de biomasas, gradiente térmico de los mares, etc.), la energía solar se puede convertir en energía calórica y energía eléctrica, y por lo tanto puede usar para todos los usos donde se puede funcionar cualquier otra fuente convencional de energía. Sin embargo para mostrar el concepto explicaremos la utilización para siguientes usos donde el autor ha tenido algunas experiencia práctica: - Calentar agua para ducha, lavar trastos y para piscina etc. (Calentador del Agua), - Cocinar/ hornear los alimentos y pasteurizar agua, (Horno/Cocina Solar), - Secar todos tipos de productos, agrícolas, marinas etc., hasta excrementos de animales, (Deshidratador / Secador Solar), - Destilar un líquido para separar los componentes sólidos y liquidas, (Evaporador /Destilador Solar) y - Producir electricidad directamente (Efecto Fotovoltaico) para alumbrar, TV, Radio, bombear agua, ventilación, nevera y cargar baterías, etc. Una familia/ un agricultor/ un empresario etc. dependiendo de su actividad puede usar una o varias de estas o otras aplicaciones. CANTIDAD DE LA RADIACION SOLAR: Antes de aprovechar la energía solar en una localidad es muy importante conocer la cantidad de radiación solar en aquel lugar. En Costa Rica existen cerca de 80-100 estaciones meteorológicas distribuidas en todo su territorio, las cuales cuentan con equipos para medir la cantidad de radiación y brillo solar. Universidad Nacional cuenta con los aparatos para medir Cantidad de Radiación Solar Global, Directa, Ultra Violeta etc. (Fig. 1 a). Aunque los datos para diferentes estaciones se pueden conseguir con el Instituto Meteorológico Nacional, sin embargo la Figura 1b muestra, la radiación global anual medida en varios lugares de Costa Rica. El valor oscila entre 1320 (San José) y 1970 (Taboga) Kwh./m²-año y son muy importantes como base para cualquier simulación de sistemas solares.

¿Cómo Funciona Una Planta De Energía Solar? ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTÁICA, ENERGÍA SOLAR TÉRMICA Para la producción de energía eléctrica, las plantas de energía solares utilizan los rayos del sol, hoy en día las instalaciones fotovoltaicas y solares térmicas son las tecnologías más utilizadas. Hay dos tipos de plantas de energía solar. Se diferencian en función de cómo la energía del sol es convertida en electricidad, ya sea a través de células fotovoltaica, o a través de las centrales solares térmicas. Las instalaciones fotovoltaicas Formadas con paneles solares fotovoltaicos que absorben la luz solar y atreves de celdas fotovoltaicas la transforman en energía eléctrica. Las centrales solares térmicas Una planta de energía solar térmica genera calor y electricidad mediante la concentración de la energía del sol. Con lo que se genera vapor que sirve para alimentar una turbina y un generador, logrando así producir electricidad. Hay tres tipos de plantas solares termoeléctricas: • Los colectores cilindro parabólicos.- es el tipo más común de planta de energía solar térmica, por lo general contiene muchas filas paralelas de colectores solares cilindro-parabólicos. • torre de energía solar.- Este sistema utiliza cientos de miles de planos de seguimiento solar espejos llamados helióstatos que reflejan y concentran la energía solar en una torre de receptor central. • Solar del estanque.- En un estanque de agua salada se recoge y almacena la energía solar térmica, se utiliza la tecnología de la salinidad de gradiente.

VENTAJAS DEL USO DE ENERGIA SOLAR Cuando pensamos en la energía solar, son muchas las ventajas que vienen a nuestra cabeza, parece que este tipo de energía se nos ofrece día tras día con la salida del sol y, al ser Chile un lugar tan favorecido por esta la zona geográfica en la que se ubica, se convierte en un tipo de energía que podríamos calificar como interesante. La más importante de todas las ventajas es que este tipo de energía no contamina. Se trata de una energía mucho más limpia que otras como la energía nuclear, y no digamos ya que las energía basadas en combustibles fósiles. Al estar hablando de la energía solar podemos afirmar que es una fuente inagotable. Es decir, se trata de una energía renovable que proviene de una fuente inagotable que es el sol, por lo que no hay que preocuparse porque se vaya acabando, al menos no en muchos millones de años. Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega (zonas rurales, montañosas, islas), o es dificultoso y costoso su traslado. Los sistemas de captación solar que se suelen utilizar son de fácil mantenimiento, lo que facilita su elección. Vas a ahorrar dinero a medida que la tecnología va avanzando, mientras que el costo de los combustibles fósiles aumenta con el paso del tiempo porque cada vez son más escasos. La única inversión es el coste inicial de la infraestructura, pues no requiere de ningún combustible para su funcionamiento, y se puada amortizar a los 5 años de su implantación. La energía solar fotovoltaica no requiere ocupar ningún espacio adicional, pues puede instalarse en tejados y edificios. La disponibilidad de energía solar reduce la dependencia de otros países para el abastecimiento de energía de la población. Es un sector que promueve la creación de empleo, necesario para la fabricación de células y paneles solares, como para realizar la instalación y el mantenimiento de la misma. Es un tipo de energía que está en alza. Cada vez más gente apuesta por este tipo de energía para abastecer sus hogares, y los gobiernos y empresas parece que, poco a poco, comienzan a darse cuenta de la importancia de apostar por fuentes de energía limpias y alternativas.

DESVENTAJAS DEL USO DE LA ENERGIA SOLAR Cuando pensamos en las desventajas de este tipo de energía renovable, suele costarnos mucho más pensar en algo en concreto salvo que estéticamente, no queda especialmente bonito cuando se decide instalarlo en los campos o en las casas. Pero si afinamos un poco más el ojo crítico, hay que reconocer que la energía solar todavía presenta algunos inconvenientes, pero la mayoría de ellos, al contrario que con otras energías contaminantes, pueden ser subsanados. Pero además, el nivel de radiación de esta energía fluctúa de una zona a otra, y lo mismo ocurre entre una estación del año y otra, lo que puede no ser tan atractivo para el consumidor. Cuando se decide utilizar la energía solar para una parte importante de la población, se necesitan grandes extensiones de terreno, lo que dificulta que se escoja este tipo de energía. Además, otra de las desventajas, es que inicialmente requiere una fuerte inversión económica a la que muchos consumidores no están dispuestos a arriesgarse. Sin embargo, también es cierto que, a nivel familiar, este desembolso inicial en unos pocos paneles solares se suele recuperar en un plazo que ronda los 5 o 7 años. Muchas veces se debe complementar este método de convertir energía con otros, como por ejemplo las instalaciones de agua caliente y calefacción, requieren una bomba que haga circular el fluido. Los paneles solares todavía no son capaces de ser o suficientemente eficientes, o al menos, podrían serlo mucho más. Cada vez hay soluciones más avanzadas en este aspecto, pero lo cierto es que para que los paneles solares sean eficaces todavía se depende mucho de la zona donde se coloquen, es decir, están limitados a zonas con gran incidencia de los rayos solares. Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados, (energía que no se aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial,etc…)

ELEMENTOS DE UNA PLANTA SOLAR FOTOVOLTAICA

Generador Solar Los generadores fotovoltaicos (conjunto de placas fotovoltaicas) captan la radiación solar y la transforman en energía eléctrica DC. El conjunto será agrupado en tensiones de corriente continua a 12V,24V,36V,48V o 110V en función del tamaño de la instalación. Se pueden instalar en cualquier superficie libre de sombra (tejados, terrenos...) y tienen una vida estimada de 40 años.

Estructura de soporte La estructura de soporte como vimos anteriormente es fundamental en nuestras instalaciones, con la tecnología actual que ofrece Cintac, tenemos todas las soluciones disponibles para montaje industrial y domiciliario.

Inversor de conexión a red El los sistemas más modernos, la energía eléctrica producida por las placas / aerogenerador, es directamente consumida (sin ser almacenada) si hay demanda eléctrica. Para ello su tensión debe ser directamente transformada de corriente continua a corriente alterna a 230VAC o 380VAC. Esta función la desarrolla el inversor de conexión a red. Si no hay demanda, entonces será almacenada inyectándose en el acumulador a través del inversor principal.

Seguidores Solares Un seguidor solar es un dispositivo mecánico capaz de orientar los paneles solares de forma que éstos permanezcan aproximadamente perpendiculares a los rayos solares, siguiendo al sol desde el este en la alborada hasta el oeste en la puesta. Los seguidores solares son usados en todas las tecnologías de seguimiento solar: energía solar fotovoltaica convencional, energía solar fotovoltaica de concentración y energía termo solar de concentración. Existen de varios tipos: En dos ejes (2x): la superficie se mantiene siempre perpendicular al sol.



Existen de dos tipos: 

Monoposte: un único apoyo central.



Carrousel: varios apoyos distribuidos a lo largo de una superficie circular.



En un eje polar (1xp): la superficie gira sobre un eje orientado al sur e inclinado un ángulo igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol. La velocidad de giro es de 15° por hora, como la del reloj.



En un eje azimutal (1xa): la superficie gira sobre un eje vertical, el ángulo de la superficie es constante e igual a la latitud. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano local que contiene al Sol. La velocidad de giro es variable a lo largo del día.



En un eje horizontal (1xh): la superficie gira en un eje horizontal y orientado en dirección norte-sur. El giro se ajusta para que la normal a la superficie coincida en todo momento con el meridiano terrestre que contiene al Sol.

Cableado El Cableado es una parte fundamental en las instalaciones fotovoltaicas de todo tipo, el correcto dimensionamiento de este nos llevara a un mayor aprovechamiento de la energía que estamos produciendo. De la mano de este, la canalización del cable es importante en todo tipo de proyecto, con esta lograr la mayor garantía en tiempo de su instalación.

OBRAS CIVILES Pensando en un parque industrial fotovoltaico, es esencial una obra de replanteo, nivelación y cimentación para el anclaje de las estructuras soportantes de nuestras placas, como las salas acondicionadas para Inversores, Transformadores, Centrales de control y Supervisión, etc.

PREPARACION DE SUPERFICIE Y CIMENTACION DE LAS ESTRUCTURAS SOPORTANTES Esta parte de la ejecución de cada proyecto es muy importante tanto en forma estructural como en su efecto climático, evitando efectos de sombra en todas las etapas del año.

CANALIZACIONES Y ARQUETAS Las Arquetas, o Cámaras de Conexión, tienen la finalidad de juntar cada arreglo fotovoltaico de cada hilera, y así, conectar y transportar los cables aislados a las salas de inversores.

Canalizaciones De la mano de las arquetas esta el aislante de cada conductor, conectado Arqueta, por Arqueta, distribuyendo cada circuito o arreglo fotovoltaico.

MODULO III CONCEPTOS BASICOS RELACIONADOS CON LA INSTALACION DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

Los sistemas fotovoltaicos transforman la luz solar en energía eléctrica, una partícula luminosa con energía (fotón) se convierte en una energía electromotriz (voltaica), de ahí su nombre, fotovoltaico. Conversión fotovoltaica Es un proceso por el cual la energía solar se transforma directamente en electricidad. El dispositivo o elemento que media en el proceso es la célula solar o célula fotovoltaica. A esta conversión fotovoltaica se le llama efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. Cuando la energía luminosa, principalmente la radiación solar, incide en la célula fotoeléctrica, existe un desprendimiento de electrones de los átomos que comienzan a circular libremente en el material. Si medimos el voltaje existente entre los dos extremos del material, observamos que existe una diferencia de potencial entre 0,5 y 0,6 voltios.

Celda fotovoltaica: unidad de un sistema solar fotovoltaico. Principios básicos de funcionamiento, materiales y aplicaciones. Célula Fotoeléctrica Una célula fotoeléctrica, también llamada célula, fotocélula o celda fotovoltaica, es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones) mediante el efecto fotoeléctrico. En la actualidad el material fotosensible más utilizado es el silicio, que produce corrientes eléctricas mayores. Hoy se utilizan diferentes tecnologías en la producción de las celdas fotovoltaicas con el fin de aumentar su producción y reducir su coste.

Panel o Modulo Fotovoltaico Al grupo de células fotoeléctricas o celdas fotovoltaicas se le conoce como panel fotovoltaico. Los paneles fotovoltaicos consisten en una red de células conectadas como circuito en serie para aumentar la tensión de salida hasta el valor deseado (usual-mente se utilizan 12V a 36V) a la vez que se conectan varias redes como circuito paralelo para aumentar la corriente eléctrica que es capaz de proporcionar el dispositivo. La eficiencia de conversión media obtenida por las células disponibles comercialmente (producidas a partir de silicio monocristalino) está alrededor del 16%. La vida útil media a máximo rendimiento se sitúa en torno a los 25 años, período a partir del cual la potencia entregada disminuye. El tipo de corriente eléctrica que proporcionan es corriente continua, por lo que si necesitamos corriente alterna o aumentar su tensión, tendremos que añadir un inversor y/o un convertidor de potencia. Usos de los sistemas de energía fotovoltaica El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica. Los paneles solares están constituidos por cientos de éstas células, que conexionadas adecuadamente, suministran voltajes suficientes para, por ejemplo, la recarga de una batería. El principal uso de la energía fotovoltaica es hoy día la generación eléctrica conectada a la red de distribución, con el fin de reducir las emisiones de CO2. Igualmente día a día el uso para autoconsumo esta adquiriendo mucho auge. Fabricación Para su construcción, de la arena común (con alto contenido en silicio) se obtiene inicialmente una barra de silicio sin estructura cristalina (amorfo), una vez separados sus dos componentes básicos, y que acoge gran cantidad de impurezas. Mediante un proceso electrónico, que también permite eliminar las impurezas, la barra de silicio amorfo es transformada en una estructura monocristalina, la cual posee características de aislante eléctrico, al estar formada por una red de uniones atómicas altamente estables. A continuación, con el material ausente totalmente de impurezas (una pequeña impureza lo hace inservible), es cortado en obleas (finas láminas de sólo una décima de milímetro).Las obleas, son entonces fotograbadas en celdillas con polaridades positiva y negativa; la polaridad positiva se consigue a base de introducir lo que electrónicamente hablando se denominan huecos, es decir, impurezas que están compuestas por átomos que en su capa de valencia sólo tienen tres electrones (les falta uno para estar estables). Por su parte, en la zona negativa se sigue un proceso similar al de la zona positiva, pero en éste caso las impurezas que se inyectan son átomos que en su capa de valencia tienen cinco electrones, es decir, en la estructura de cristal sobra un electrón (sobra un electrón, por eso se dice que tiene carga negativa).

El conjunto de ambos materiales (positivos y negativos) forman un diodo; éste dispositivo tiene la característica de dejar pasar la corriente eléctrica en un sentido pero en el otro no, y aunque los diodos son utilizados para rectificar la corriente eléctrica, en éste caso, permitiendo la entrada de luz en la estructura cristalina, permitiremos que se produzca movimiento de electrones dentro del material, por eso éste diodo es denominado «fotodiodo» o «célula fotoeléctrica». Tipos paneles fotovoltaicos Tradicionalmente estaban definidos tres tipos de paneles dependiendo de forma de procesar el Silicio: mono-cristalinos, poli-cristalinos y amorfos. Hoy día nuevas tecnologías en la producción de los paneles están revolucionando la generación eléctrica fotovoltaica. Celdas Esféricas: están compuesto por pequeños corpúsculos de silicio como gotas de silicio, consiste en una matriz de pequeñas células solares esféricas capaces de absorber la radiación solar con cualquier ángulo. Celdas Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular o hexagonal). Celdas Policristalinas: cuando cristalizadas.

están

formadas

Celdas Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.

por

pequeñas

partículas

Impacto medioambiental de la construcción de plantas solares fotovoltaicas. Principales riesgos Impacto medioambiental de la producción de ESFV La generación de electricidad mediante ESFV requiere la utilización de grandes superficies colectoras y por tanto de una cantidad considerable de materiales para su construcción. La extracción, producción y transporte de estos materiales son los procesos que suponen un mayor impacto ambiental. La fabricación de un panel solar requiere también la utilización de materiales como aluminio (para los marcos), vidrio (como encapsulante), acero (para estructuras) etc, siendo estos componentes comunes con la industria convencional. El progresivo desarrollo de la tecnología de fabricación de estructuras y paneles solares supondrá una reducción del impacto ambiental debido a estos conceptos. En la producción del panel solar se produce un gasto energético que genera residuos, como partículas de NOx, SO2, CO2 etc. Esto se debe a que la energía utilizada en la fabricación del panel solar tiene su origen en la mezcla de fuentes energéticas convencionales del país de fabricación. Sin embargo, podemos afirmar que la emisión de estas sustancias debida a la fabricación de paneles solares es reducida, en comparación con la disminución en la emisión de sustancias de este tipo que supone la producción de electricidad por medios fotovoltaicos, en vez de con fuentes convencionales de energía. Un ejemplo de esto es que la producción de la misma cantidad de potencia hora por año en una moderna y eficiente central térmica de carbón, supone la emisión de mas de 20 veces el CO2 que si la producción de la misma cantidad de energía se realizara mediante módulos de Si mono o policristalino fabricados en pequeña escala. La producción de electricidad mediante paneles solares de Si mono o policristalino fabricados en gran escala, disminuye aún más la emisión de CO2, llegándose a reducir hasta cerca de 200 veces la cantidad de CO2 emitida respecto a una central térmica de carbón. La proporción de entre 100 y 200 veces menos cantidad de residuos se mantiene favorable a la ESFV cuando se analizan las emisiones de NOx, SO2 producidas por una central térmica de carbón. La obtención de silicio de grado metalúrgico es requerida en grandes cantidades para la industria del acero, siendo una pequeña proporción de este material la dedicada a la fabricación de las obleas de silicio. La emisión de polvo de sílice es uno de los inconvenientes de esta industria. La purificación del silicio implica el uso de materiales tales como xilano, mientras el dopado precisa utilizar pequeñas cantidades de compuestos tóxicos, tales como diborano y fosfina. También se precisa utilizar agentes agresivos, tales como el ácido sulfúrico. Todos estos compuestos y procesos son utilizados en la industria metalúrgica y electrónica no

constituyendo, por tanto, un nuevo factor a considerar. En la producción masiva de células solares, deberá estar contemplado un correcto tratamiento de los residuos, tarea asumible al ser conocidos y estar desarrollados estos métodos para grandes producciones en industrias similares a la de producción de células, como las industrias electrónicas. Para el caso de las células con CdS y CdTe, se estima que se precisan menos de 200 kg de compuestos de Cadmio para producir 2 MW anuales de células solares de esta tecnología. A efectos de comparación, hay que considerar que la producción mundial de Cd se sitúa en 20000 TM, teniendo por tanto la producción de células solares de esta tecnología un impacto ambiental muy reducido. Como comparación podemos señalar que mientras las pilas de NiCd están constituidas por un 15 % de su peso en Cd, 1 kW de paneles solares (de tecnología Apolo) contendrá 80 g de Cd en forma de CdS y CdTe (nunca de Cd puro), es decir menos de un 0,1 % en peso. Al final de la vida útil de estos módulos, se plantea la posibilidad del vertido en depósitos controlados pues, según normas de los USA y de la CE, estos paneles serían considerados como un residuo no peligroso. Sin embargo resulta aconsejable poner en funcionamiento los procesos de reciclado ya plenamente identificados, aunque no puestos en práctica. Otra tecnología de lámina delgada, denominada de células CIS supone un contenido aún menor de Cd que en las células de CdTe, reduciendo su contenido en dos órdenes de magnitud respecto a estas. Otros impactos ambientales de esta fuente energética están relacionados con las infraestructuras necesarias para la operación de la ESFV. Quizás el factor más conocido y esgrimido contra la ESFV es la ocupación de espacio por parte de los paneles solares no integrados en la arquitectura. Hay que añadir también la ocupación de terreno debido a carreteras, líneas de transmisión instalaciones de acondicionamiento y almacenamiento de energía, subestaciones etc. Estos factores afectan, esencialmente a las grandes centrales FV. Desde el movimiento ecologista, apostamos por un desarrollo prioritario de la ESFV integrada en la arquitectura y de un modo mas simple, aprovechando la superficie de tejados y fachadas ya disponibles. Finalmente se puede señalar la existencia de fuentes contaminantes relacionadas con la producción de ESFV aunque no sean debidas a la producción de paneles solares. Esta contaminación proviene de la fabricación de equipos tales como inversores, reguladores, estructuras de soporte, cables y especialmente acumuladores. Algunos de estos sistemas están presentes, necesariamente, en todas las instalaciones de ESFV, haciendo así depender el análisis del tipo de instalación considerada. Ejemplo Ahorro CO2 Anual planta solar Calama,Chile

MONTAJE Y FIJACION DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS

Como hemos observado la materia de estructura, existe una gran variedad de estructuras y fijaciones para nuestras soluciones de soportes fotovoltaicos, tanto industriales como residenciales, analizaremos estos.

PRINCIPILAES HERRMIENTAS UTILIZADAS EN EL MONTAJE Y FIJACION DE PANELES FOTOVOLTAICOS Aparte de las herramientas tradicionales eléctricas como alicates, atornilladores, pela cables, etc., para el montaje y conexión de panales fotovoltaicos tenemos herramientas específicas solo para su uso, los cuales analizaremos en las siguientes páginas.

una crimpeadora, que le permitirá ir armando las conexiones la usar los conectores MC4 o MC3 con los cables respectivos

un stripper (alicate), que le permitirá cortar cable de diferente diámetro

un par de spanner, que le permitirá uniendo o separando los pares de conectores MC4/MC3 (macho-hembra)

Un Taladro, el cual nos permitirá la fijación de perfiles y paneles a la estructura.

Seguridad y salud laboral durante el montaje y fijación de paneles fotovoltaicos. Riesgos asociados y Elementos de Protección Personal necesarios para la ejecución de estas actividades.

La energía Solar es un sector creciente de la energía verde y los empleos verdes. Existen varios riesgos de seguridad y salud de los trabajadores en la fabricación, instalación y mantenimiento de energía solar. Los empresarios que trabajan en el sector de la energía solar deben comprender la importancia que tiene el ofrecer un buen nivel de seguridad y salud en el trabajo de forma que los trabajadores disfruten de unas condiciones seguras, saludables y dignas para poder afirmar que los empleos verdes son igual de buenos para los empleados que para el medio ambiente. Para ello, es fundamental entender los principales peligros y cómo protegerse de ellos. . PRINCIPALES RIESGOS Y MEDIDAS PREVENTIVAS

Los trabajadores de la industria de la energía solar están potencialmente expuestos a una variedad de peligros graves, como arcos eléctricos (que incluyen quemaduras de arco flash y peligros de explosión), descargas eléctricas, caídas, y los peligros de quemaduras térmicas que pueden causar lesiones y la muerte. En la actualidad, dos sectores de energía solar térmica son comercialmente viables: La energía solar térmica mediante agua (calentadores de agua por medio del sol) o la energía solar fotovoltaica que puede transformarse en electricidad mediante la utilización de paneles fotovoltaicos o de energía solar por concentración. Respecto a estos nos encontramos diversas situaciones de Seguridad y Salud.

Riesgos laborales asociados a los paneles fotovoltaicos • Fabricación (materiales peligrosos + agentes de limpieza tóxicos). Se utilizan más de 15 materiales peligrosos para la fabricación de paneles fotovoltaicos. • Instalación (peligros físicos: caídas, manipulación, temperaturas elevadas, espacios reducidos y electrocución). • Eliminación de los paneles fotovoltaicos al final de su vida útil. • Otros riesgos laborales de la energía solar por concentración en la construcción y por mantenimiento de las instalaciones industriales. Por lo tanto, es preciso proteger a los trabajadores implicados en la fabricación de módulos y componentes fotovoltaicos contra la exposición a estos materiales. Los paneles solares fotovoltaicos tienen el potencial de crear una nueva y gran ola de residuos electrónicos al final de su vida útil (estimada entre 20 y 25 años) y también pueden contener un número creciente de materiales nuevos y emergentes (como el teluro de cadmio y el arseniuro de galio) que plantean problemas complejos de reciclaje en términos de tecnología, seguridad y salud y protección del medio ambiente. Algunos peligros físicos a los que se enfrentan los trabajadores al instalar los sistemas de paneles solares son similares a los identificados en el sector de la construcción, pero son nuevos para los electricistas y fontaneros que instalan paneles fotovoltaicos o calentadores de agua solares en los tejados. Entre dichos peligros se cuentan las caídas, la manipulación, las elevadas temperaturas, los

espacios reducidos y la electrocución durante las tareas de construcción y mantenimiento. Para el personal de extinción de incendios y los residentes, existe un peligro adicional derivado de los gases provenientes de la quema de los módulos fotovoltaicos en caso de incendio de los edificios. La energía solar por concentración utiliza los rayos solares para calentar un receptor que crea energía mecánica para generar electricidad a diferencia del sistema fotovoltaico, que utiliza la transformación directa con semiconductores. Los riesgos laborales de la energía solar por concentración se observan en la construcción y el mantenimiento de las instalaciones industriales y son riesgos de tipo eléctrico, riesgos ocasionados por las elevadas temperaturas así como aquellos vinculados con la concentración de luz solar. Caídas Los trabajadores que instalan y / o mantienen los paneles solares a menudo trabajan en los tejados. El uso de escaleras y andamios es habitual y se encuentran en constante proximidad de cornisas y techos solares por lo tanto están expuestos a riesgos de caídas. A medida que más paneles solares se instalan en la superficie de un techo, la zona de paso se estrecha para los trabajadores. Esto puede obligar a los trabajadores a caminar muy cerca de claraboyas y / o escotillas del techo. Para proteger a los trabajadores de estos potenciales peligros de caídas por tragaluces, bordes y escotillas del techo, las empresas deben asegurarse de que los huecos estén protegidos y de que los trabajadores que trabajen cerca de éstos utilizan protección personal contra caídas. Los métodos de protección deben estar preparados para protección colectiva e e individual: • Sistemas de barandillas • Sistemas de redes de seguridad • Sistemas de detención de caídas Además los paneles solares deben ser levantados de forma segura a los tejados por lo que existen diferentes tipos de riesgos laborales asociados al sobreesfuerzo y al transporte, sujeción y colocación de la carga que también deben tenerse en cuenta.

Como vemos los riesgos laborales asociados a la instalación de energía solar térmica y fotovoltaica son numerosos y diversos (ergonómicos, riesgos de incendio, ligados al ambiente de trabajo-higiene industrial, ligados al trabajo en altura y el uso de escaleras, andamios, plataformas elevadoras, etc.., ) por lo que una correcta formación es indispensable para la prevención y evitar así accidentes laborales.

CONEXION DE STRINGS DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS.

Conectando los paneles en serie o string, tiene como objetivo sumar sus voltajes y potencias. Básicamente consiste en unir el positivo de un panel con el negativo del otro.

En los parques fotovoltaicos tendremos equipos o arquetas que nos solicitan distintas configuraciones o string, realizando conexiones mixtas hilera por hilera.

Ley N° 16.744, referente accidentes del trabajo y enfermedades profesionales. Las empresas conforme a la Ley 16744 de Accidentes del Trabajo y Enfermedades Profesionales, pagan un seguro en el sistema de mutualidades que otorga a sus trabajadores el beneficio para recibir en forma gratuita prestaciones médicas y económicas en el evento de sufrir un accidente del trabajo, de trayecto o una enfermedad profesional.} ¿Qué se entiende por accidente del trabajo? Para los efectos de la Ley N° 16.744 se entiende por accidente del trabajo toda lesión que una persona sufra a causa o con ocasión del trabajo, y que le produzca incapacidad o muerte. De tal definición legal se infiere que para que proceda calificar un siniestro como del trabajo es necesario el cumplimiento de tres requisitos: A) La existencia de una lesión. B) La existencia de una incapacidad o muerte. La ley no ha limitado el tiempo de duración de la incapacidad, por lo que ésta puede ser incluso de horas. C) La existencia de una relación de causalidad entre la lesión y la incapacidad o muerte, es decir, que la lesión presentada se haya producido a causa del trabajo, vale decir, en relación directa con el trabajo, o con ocasión del trabajo, esto es, en relación indirecta pero indubitable con el trabajo.

¿Cuáles son las excepciones al concepto de accidente del trabajo? Aquellos siniestros producidos por fuerza mayor extraña al trabajo, y Aquellos provocados intencionalmente por la víctima (autolesión). Se entiende por "fuerza mayor extraña" aquel hecho imprevisto que no es posible evitar, como, por ejemplo, un huracán, maremoto, aluvión etc. Sin embargo para que la fuerza mayor extraña configure una excepción al concepto de accidente del trabajo, debe tratarse de una fuerza mayor extraña al trabajo, esto es, un hecho imprevisto e irresistible originado en una causa exterior totalmente ajena al trabajo, es decir, que operó con prescindencia absoluta de los factores o elementos de trabajo (Ej: terremotos, aluviones, maremotos y cualquier otro fenómeno extraordinario). Cabe señalar que no obstante lo anterior, el artículo 6 de la Ley N° 16744 faculta al organismo administrador respectivo para otorgar a los trabajadores afectados las prestaciones médicas derivadas del accidente, no así las prestaciones económicas.

La negligencia inexcusable en el trabajo, ¿es suficiente para que no se entienda configurado un accidente del trabajo? ¿Quién puede decretarla? Se entiende por "negligencia inexcusable" la falta grave del cuidado debido al que se encuentra obligado un trabajador respecto de las labores que realiza al interior de la empresa en la que trabaja. Corresponde exclusivamente al Comité Paritario de Higiene y Seguridad de la empresa determinar si un accidente del trabajo o enfermedad profesional se debió a negligencia inexcusable del trabajador afectado. En el caso que un accidente o una enfermedad tenga por origen una negligencia inexcusable de un trabajador dicha situación no le hace perder su carácter laboral, por lo que procederá otorgar a la víctima del siniestro todas las prestaciones que contempla la Ley N°5 16.744. Todo lo anterior, es sin perjuicio de la sanción pecuniaria (multa) que la ley establece para el trabajador negligente (artículo 70 Ley N° 16.744).

En qué casos procede la reposición de lentes ópticos? El artículo 29 de la Ley N° 16.744 señala que la víctima de un accidente del trabajo o enfermedad profesional tendrá derecho gratuitamente a prestaciones tales como prótesis y aparatos ortopédicos y su reparación (letra d). Los anteojos, considerados como aparatos ortopédicos, figuran entre las prestaciones aludidas por dicha norma. Conforme a lo prescrito por la citada norma, para proceder a otorgar los beneficios señalados es menester que se haya acreditado la existencia de un accidente del trabajo o una enfermedad profesional, contingencias ambas que suponen necesariamente la existencia de una lesión o enfermedad incapacitante. Por lo tanto, sólo procederá la reposición y reparación de lentes ópticos a aquél trabajador víctima de un accidente del trabajo o enfermedad profesional, pero no a quien ve dañado sus lentes ópticos por factores ajenos a un siniestro. Por último, sólo procederá la reposición respecto de anteojos ópticos empleados por el trabajador en el trabajo específico que realiza o de uso permanente.

¿Qué clase de lentes son los que la Ley obliga a reponer? Al referirse la Ley a prótesis o aparatos ortopédicos, debemos entender que la reposición sólo procede en caso de lentes ópticos, entendidos como cristales tendientes por su naturaleza a corregir o suplir anomalías de visión, y no aquellos usados para fines estéticos o para evitar la luz solar. ¿Se encuentran protegidos por la Ley N° 16.744 aquellos trabajadores que viajan al extranjero en comisión de servicio? En el caso de trabajadores enviados a cumplir funciones en el extranjero y por los cuales sus empleadores en Chile efectúan las cotizaciones de la Ley N° 16.744, procede otorgarles la cobertura de esta ley. El concepto de accidente de trabajo se aplica de la misma manera que si el accidente hubiera ocurrido en Chile, por lo que de ser necesario establecer, en cada caso, si la lesión se ha producido o no, como consecuencia del trabajo. Dicha determinación compete a esta Mutualidad y para ese efecto deberán proporcionársele todos los antecedentes relativos a las circunstancias en que ocurrió el siniestro. Entre tales antecedentes, debe estar una certificación del respectivo Cónsul chilena en que conste la efectividad del accidente. Las prestaciones médicas de urgencia recibidas en el extrajero por accidentes del trabajo ocurridos fuera del país, deberán ser pagadas por el empleador, en esa oportunidad.

En caso de sufrir un accidente laboral, ¿puede el afectado atenderse en un hospital distinto de la Mutual y solicitar posteriormente el reembolso de los gastos efectuados? El artículo 71, letra e), del D. S. 101, de 1968, del Ministerio del Trabajo y Previsión Social, señala que "Excepcionalmente, el accidentado puede ser trasladado en primera instancia a un centro asistencial que no sea el que le corresponde según su organismo administrador, en las siguientes situaciones: casos de urgencia o cuando la cercanía del lugar donde ocurrió el accidente y su gravedad así lo requieran. Se entenderá que hay urgencia cuando la condición de salud o cuadro clínico implique riesgo vital y/o secuela funcional grave para la persona, de no mediar atención médica inmediata. Una vez calificada la urgencia y efectuado el ingreso del accidentado, el centro asistencial deberá informar dicha situación a los organismos administradores, dejando constancia de ello". No encontrándose el trabajador afectado en alguna de las situaciones descritas precedentemente al momento de requerir atención médica, debe entenderse que optó voluntariamente por atenderse en forma particular, automarginándose de la cobertura de la Ley N° 16.744, por lo que no corresponde al organismo administrador reembolsar los gastos médicos incurridos. Lo anterior es sin perjuicio que el trabajador pueda presentarse en cualquier momento ante su organismo administrador y solicitar atención médica por la patología laboral presentada desde ese momento en adelante.

Accidentes de Trayecto ¿Qué se entiende por accidente del trabajo en el trayecto? Es aquel que tiene lugar en el trayecto directo entre el lugar de trabajo y la habitación, o viceversa. Constituye "habitación", el lugar donde se pernocta. ¿Cómo se acredita el accidente de trayecto? La declaración del afectado sólo tendrá mérito probatorio a este respecto en caso que se encuentre respaldada por otros antecedentes (ej: denuncia oportuna del siniestro, certificado de primera atención médica, testigos, parte de Carabineros, etc.) que, analizados en su conjunto, permitan al organismo administrador formarse la convicción que efectivamente el siniestro tuvo lugar en el trayecto directo entre el lugar de trabajo y la habitación del afectado, o viceversa.

¿Corresponde calificar como laboral el siniestro ocurrido a un trabajador en el trayecto entre dos empleadores distintos? La Ley N° 20.101 modificó el inciso segundo del artículo 5° de la Ley N° 16.744, ampliando el concepto de accidente del trabajo en el trayecto. Esta nueva norma considera también como tales aquellos que se produzcan en el "trayecto directo" entre dos lugares de trabajo pertenecientes a distintos empleadores. Conforme a esa ley, esta clase de accidente dice relación con el trabajo al que se dirigía el trabajador. Por lo mismo, el organismo administrador al que corresponde otorgar la cobertura de la Ley N° 16.744, será aquél al que esté adherido el empleador al que se dirigía el trabajador al momento de ocurrirle el accidente. Para que se configure este nuevo siniestro de trayecto, es necesario que haya ocurrido una vez iniciado el recorrido directo desde el primer lugar de trabajo y antes del ingreso al segundo lugar de trabajo, hacia donde se dirigía el trabajador para cumplir otra jornada laboral. También, corresponderá al afectado acreditar ante el respectivo organismo administrador, mediante medios de prueba fehacientes que el siniestro le ocurrió efectivamente en el trayecto directo entre dos lugares de trabajo pertenecientes a dos empleadores distintos. Por lo tanto, además de los medios de prueba tendientes a acreditar la existencia del accidente de trayecto, deben agregarse ahora los antecedentes acerca del otro lugar de trabajo y del otro empleador. Considerando que la ley ha calificado el accidente de que se trata como de "trayecto", debe tenerse siempre presente que éste debe ser directo, esto es, racional y no interrumpido ni desviado por razones de interés particular o personal.

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