Sistema Eléctrico y de Control

El sistema de control buscará el aprovechamiento máximo de la radiación solar por parte de la instalación de energía solar y el uso razonado del sistema auxiliar.

El sistema de control y seguridad consta de dos subsistemas, que son los siguientes:

  • Subsistema de control del circuito primario y del secundario, si existe.
  • Subsistema de control de protección y seguridad contra sobrecalentamientos, heladas, etc.

Ambos sistemas miden, actúan y funcionan en torno a mediciones de temperatura en varias zonas de la instalación.

CONTROL DE LAS TEMPERATURAS

La función principal del control de las temperaturas en un sistema de producción de ACS es evitar que se alcancen temperaturas superiores a las máximas soportadas por los componentes, materiales y diferentes tratamientos de aislamiento de la instalación.

El corazón del funcionamiento del sistema de control de temperaturas es el termostato diferencial, que es un control diferencial de temperaturas que compara la temperatura en el depósito acumulador y la de los captadores o colectores. El diferencial de temperaturas medido con el termostato nos permitirá controlar la puesta en marcha de la bomba según nos convenga.

El funcionamiento de las bombas será el recogido en la siguiente tabla:

 

Diferencia de temperatura Bomba
<2 ºC Parada
>7 ºC Activada

Se buscará siempre que la diferencia de temperaturas entre los puntos de arranque y parada no sea nunca inferior a 2 ºC, consiguiéndose así una maximización del rendimiento de la instalación solar.
El sistema de control también permite evitar que la temperatura del fluido descienda por debajo de la temperatura de congelación más 3 ºC como margen de seguridad.

Con intercambiadores de calor exteriores se podrán instalar dos controles diferenciales.

Las sondas para control diferencial de temperatura se situarán como sigue:

  • En la parte superior de los colectores (máxima temperatura de los colectores).
  • En la parte inferior de los acumuladores (libre de influencias).

Se buscará que midan exactamente la temperatura a controlar situándolas en vainas y evitando tuberías de salida de colectores y zonas de estancamiento en depósitos.
La instalación de las sondas y sensores térmicos tendrá que estar en íntimo contacto térmico con la zona de la temperatura a medir. Esto se consigue con un buen aislamiento de la influencia de las condiciones ambientales externas en sondas de contacto y, en el caso de sondas de inmersión, se colocarán a contracorriente.

Se aconsejan las sondas de inmersión, pero en el caso de utilizar de contacto, habrá que asegurar una unión correcta entre la sonda y la superficie metálica de contacto.

En instalaciones mixtas para diferentes aplicaciones (ACS, climatización, calefacción, etc.), cada aplicación tendrá un sistema de control de puesta en marcha con otro de regulación energética, lo que se puede efectuar de dos formas:

  • Control de temperatura.
  • Control de caudal.

En cualquier caso, todo el sistema eléctrico deberá cumplir con el REBT (Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.) en aquellas partes donde sea de aplicación, siendo los cuadros eléctricos diseñados también bajo el REBT que recoge la protección contra contactos directos e indirectos.

El rango de operación del sistema de control estará entre -10 ºC y 50 ºC, e incluirá señalización luminosa para saber el estado de funcionamiento del sistema (bomba, válvulas, etc.).
Ten en cuenta que estos sistemas de control pueden tener un rango de fallos cada cierta cantidad de tiempo de operación, especificando el fabricante el tiempo entre fallos, el cual nunca deberá ser inferior a las 7.000 horas.

SISTEMA DE MONITORIZACIÓN

En grandes instalaciones solares, con superficies superiores a 20 m2, será necesario medir al menos 6 variables entre las cuales deben figurar estas 4:

  • Temperatura de entrada del agua fría de red.
  • Temperatura de suministro del agua caliente solar.
  • Temperatura de suministro del agua caliente para consumo.
  • Caudal de agua de consumo.

Este sistema realizará la adquisición de datos, al menos, con la siguiente frecuencia:

  • Toma de medidas o estado de funcionamiento: cada minuto.
  • Cálculo de medidas de valores y registro: cada 10 minutos.
  • Tiempo de almacenamiento de datos registrados: mínimo 1 año.

Este sistema registrará con las frecuencias anteriores:

  • Estado de las bombas del circuito primario y secundario.
  • Funcionamiento del sistema auxiliar de apoyo energético.
  • Actuación por las limitaciones máximas y mínimas.

Opcionalmente, el sistema de monitorización medirá, además, las siguientes variables:

  • Temperatura de entrada a colectores.
  • Temperatura de salida de colectores.
  • Temperatura de entrada del secundario.
  • Temperatura de salida del secundario.
  • Radiación global sobre plano de colectores.
  • Temperatura ambiente exterior.
  • Presión de fluido en circuito primario.
  • Temperatura fría del acumulador.
  • Temperatura caliente del acumulador.
  • Variables que permitan conocer el consumo energético auxiliar.

Los datos acumulados por este sistema se tratarán estadísticamente para dar los resultados siguientes:

  • Temperatura media de suministro de agua caliente para consumo.
  • Temperatura media de suministro de agua caliente solar.
  • Demanda de energía térmica diaria.
  • Energía solar térmica aportada.
  • Energía auxiliar consumida.
  • Fracción solar media.
  • Consumos eléctricos de la instalación (bombas, controles, etc.).

Todos estos datos se irán archivando en registros históricos para analizar los resultados y evaluar las prestaciones diarias de la instalación.

Las instalaciones con superficies superiores a 20 m2 deberán disponer de un sistema de monitorización que mida, calcule valores medios y los registre.

 

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