Relevador compacto para aplicaciones electrónicas

El relevador compacto para aplicaciones electrónicas permite el arranque y paro de cargas de potencia, a partir de circuitos electrónicos de control de baja potencia.

Relevador compacto para aplicaciones electrónicas

Es  un dispositivo de  interfaz, ya que permite la comunicación a distintos niveles,  la parte de control trabaja con voltajes mucho más pequeño que el voltaje de potencia.

Los relevadores compactos más comunes son del tipo electromagnético, (bobina y contactos) pero también los hay de estado sólido.

Aplicación del relevador compacto 

La salida del circuito electrónico alimenta a la bobina del relevador, con  valores de tensión propios  de  circuitos electrónicos, por ejemplo 5 voltios de corriente directa.

 Cuando la bobina es alimentada, opera los contactos  que trabajan el circuito de potencia, los contactos pueden interrumpir corrientes hasta de 10 amperios.

Relevadores compactos

Es tamaño es el que le da su característica de compacto,  sus  dimensiones son de 19.2 x 15.4 x 14.8 mm.

Es ideal para prácticas y proyectos electrónicos, ya que se puede montar en los tableros de electrónica (Protoboard).

Su  peso aproximado  es de 9.5 gramos,  y  tiene una expectativa de vida mecánica de 10, 000,000 operaciones y eléctricamente de 100,000 operaciones.

  

  

Montaje en tablero para prácticas de relevador compacto 

El cuerpo del relevador tiene una cubierta de plástico y es sellado con resina epóxica.

Relevador compacto  de cinco  terminales de aguja

Los 2 primeros números del número de clave,  indican el valor de la tensión con que trabaja  la bobina.

Los siguientes  2 números indican el valor de la corriente  máxima que  es capaz de interrumpir sus contactos sin dañarse.

Lo  común es   una intensidad de corriente de 10 amperios, valor  superior a los que manejan una mayoría de equipo doméstico, tales como lámparas, televisores, computadora, etcétera.

Valores eléctricos de relevadores compactos 

Un polo 2 tiros (SPDT), es la configuración más común, con presentación de 5 terminales.

Dos terminales para la bobina terminales 1 y 2, y las otras terminales son para los contactos.

Configuraciones de relevadores compactos 

 En circuitos de lógica TTL o microprocesadores en los cuales la señal de salida puede ser pequeña, los relevadores van en módulos de expansión diseñados para fines específicos.

Cuentan con optoacopladores para evitar la conexión directa entre las señales de microprocesadores y la bobina del relevador. Con conectores especiales y terminales de salida de relevador con tornillo (clemas) para asegurar la conexión.

Modulo de expansión con relevadores compactos

 El relevador compacto es un componente importante de la operación  de los circuitos electrónicos de potencia, módulo de aprendizaje de la especialidad de Mecatrónica del CONALEP.

Centro Mexicano Francés del CONALEP,  en Gómez Palacio Durango, México

Sistemas Fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica.

Sistemas Fotovoltaicos

Son los módulos fotovoltaicos también llamados paneles solares los que generan la electricidad  de manera  comercial a partir de la luz del solar.

Un módulo fotovoltaico “MFV”  es un grupo de celdas fotovoltaicas interconectadas eléctricamente entre sí, mecánicamente agrupadas y encapsuladas en una unidad para protegerlas  del medio ambiente.

Módulo fotovoltaico

Un MFV es la unidad mas pequeña, para obtener valores normalizados se fabrican con celdas  conectadas en serie.

Por ejemplo una celda  de 18 Volts tiene 36 celdas (4 x  9), la de 37 volts tiene 72 celdas (6x12).

Hoy en día los  MFV comerciales principales son, del tipo monocristalino, tipo policristalinos  y tipo  capa fina.

Se requiere hacer arreglos de  paneles para obtener valores de tensión eléctrica a los valores de nuestros aparatos.

Arreglo de módulos solares

Es decir deben entregar los requerimientos de potencia y tensión que se requieren.

Conectando los paneles solares en serie, obtenemos mayor tensión (volts) en las terminales de una rama.

 VT = Vp1+ Vp2 + Vp3+ VP4.

Y conectando ramas en paralelo  aumentamos la potencia.

En el arreglo del ejemplo es el  triple  P = 3 VrIr, 

ya que la corriente total es la suma de la corriente de cada rama (IT = 3 Ir)).

Los generadores fotovoltaicos (GFV) proporcionan energía eléctrica de corriente directa.

Inversor solar

Un dispositivo electrónico de potencia llamado Inversor, tiene como función principal convertir la señal de c.d. del GFV (generador fotovoltaico) en una señal de corriente alterna.

La razón es que la mayoría de nuestros equipos trabajan con energía de corriente alterna con valores normalizados.

Tensiones con valores normalizados en México

Los valores de tensiones de interconexión en México, los determina la Comisión Federal de Electricidad "CFE" .

(6.3 especificación CFE G0100-4) para servicio domestico de la CFE  son 127 V. para sistemas monofásicos a 2 hilos; 120V/240 V para sistemas monofásicos a 3 hilos y 220V/ 127V para  sistemas trifásicos de 4 hilos. Todas con una frecuencia de 60 Hertz.

Inversor solar para instalación doméstica fotoeléctrica con señal de supervisión  por Wi-Fi 

Los dos sistemas fotovoltaicos  mas utilizados son.

1.- El Sistema fotovoltaico Independientes, no están conectados a la red de suministro eléctrico, dependen solo de una fuente de  energía  (Energía solar), y almacenan el excedente de energía en baterías.

Sistema Solar Fotovoltaico independiente

Las baterías de continuaran alimentando a las cargas en ausencia de la luz solar.

2. El sistema fotovoltaico interconectado a la red de suministro eléctrico (SFVI), la demanda de energía puede ser suministrada por cualquiera de las dos fuentes o por ambas.

Sistema Solar Fotovoltaico Interconectado

Ambos sistemas se conectan en paralelo y el SFV es el que se debe estar sincronizado con la red en frecuencia, fases y tensión.

Cualquier superávit  de potencia del SFV es inyectado a la red eléctrica y cualquier déficit es demandado a esta.

La sincronía de ambos sistemas la realiza el inversor, además el inversor debe detectar si hay ausencia de  alimentación en la red, de ser así desconectar todo el sistema. 

Ya que puede ser peligroso seguir alimentando  en caso de falla  en la red, o exista riesgo a personal en  trabajos de mantenimiento.

Nuevos profesionales técnicos de Fuentes Alternas de Energía, del Centro Mexicano Francés de Conalep 

Por seguridad y por la gran inversión en de sistemas fotovoltaicos, requieren de instalaciones realizadas por profesionales,  los nuevos técnicos de la carreras de Fuentes Alternas de Energía del CONALEP de Gómez Palacio, deberán instalar  correctamente   las  protecciones  contra fallas por  corto circuitos o por descargas atmosféricas.

Sistema fotovoltaico solar híbrido

En un sistema fotovoltaico solar híbrido,  al sistema fotovoltaico se integra al menos otro sistema de  alimentación eléctrica. 

Sistema fotovoltaico solar híbrido

La combinación de otro(s) sistema(s), al sistema solar fotovoltaico  tiene la finalidad de mantener el suministro eléctrico, cuando el sistema fotovoltaico no puede dar abasto.

Las fuentes principales que acompañan al sistema fotovoltaico en un sistema  solar híbrido (Hybrid Solar System) son. La red de suministro eléctrico,  el aerogenerador, y el generador movido por motor de combustión interna (planta de emergencia).

Fuentes de alimentación eléctrica más empleadas  en  sistemas fotovoltaicos híbridos

En la interconexión  entre sistemas hay un sin numero de combinaciones.

una conexión muy empleada es por medio  de  un controlador electrónico de múltiples funciones llamado inversor, este es el encargado  de la interconexión del sistema solar fotovoltaico con  los demás sistemas de alimentación eléctrica.

Hibrid Inverter 

El inversor hibrido puede ser un equipo todo en uno, inversor, cargador solar,  cargador de baterías e interconectar los sistemas para ofrecer una alimentación eléctrica  ininterrumpida.

 Inversor con combinación de alimentación de la energía solar Fotovoltaica y de la red eléctrica

 El inversor hibrido cuenta con un microprocesador, que se puede programar, para que los sistemas trabajen de manera eficaz.

La energía eléctrica que proveniente de los módulos solares es de corriente continua, es el inversor el que la convierte a  corriente alterna ya  que la mayoría de los consumidores están en ese sistema.

La magnitud del voltaje, la  frecuencia, la sincronización de fases, la protección contra sobrecarga, protección contra bajo voltaje también corre a cuenta del inversor.

El monitoreo por computadora o por aparato móvil (teléfono celular) del funcionamiento del sistema solar hibrido, tiene su origen también en el inversor,  de allí el término de inteligente “Smart Inverter”.

los diagramas  de bloques nos ayuda interpretar  las combinaciones, la figura siguiente  muestra uno  de los muchos sistemas híbridos.

Diseño con inversor híbrido en todo momento

La  figura muestra una instalación con alimentación a la carga siempre por medio del inversor, Eliminando la sincronización de fase y frecuencia con la red eléctrica y la salida del inversor.

El banco de baterías se diseña para abastecer la energía requerida por la carga por periodos cortos.

Hybrid Solar System

La figura muestra un sistema solar fotovoltaico y un aerogenerador de corriente directa conectados a un inversor con salida de 220/110 volts de corriente alterna 60 Hertz.

Alumno de Fuentes Alternas de Energía en Centro Mexicano Francés del CONALEP

Las instalaciones de los sistemas fotovoltaicos híbridos deben ser diseñadas por profesionales con valores que amen el medio ambiente, con alto compromiso con la sociedad.

 Deben  ser responsable y honesto en su trabajo ya que los equipos adquiridos en México son de alto costo, y  el retorno de la inversión es a largo plazo.