¿Qué ATS necesito para una casa con paneles solares?

Contar con paneles solares puede ayudar a reducir el consumo de electricidad de una vivienda, pero ¿qué sucede cuando se presenta un corte de energía de la red eléctrica?

Si el objetivo es mantener funcionando algunos equipos importantes durante una interrupción eléctrica, un sistema fotovoltaico puede complementarse con baterías e interruptores de transferencia automática (ATS).

Un ATS permite gestionar el cambio entre diferentes fuentes de alimentación, mientras que el sistema de almacenamiento proporciona la energía necesaria para mantener las cargas seleccionadas durante el periodo de respaldo.

En este artículo te explicamos cómo puede integrarse un ATS en un sistema fotovoltaico residencial y qué debes considerar para una vivienda pequeña.

¿Qué función tiene un ATS en una casa con paneles solares?

Un ATS (Automatic Transfer Switch) o interruptor de transferencia automática permite realizar la transferencia de una carga entre dos fuentes de alimentación cuando se presenta una condición que requiere el cambio.

En una vivienda las fuentes pueden ser, dependiendo del diseño:

• La red eléctrica

• Un inversor solar

• Un sistema de almacenamiento

• Un generador eléctrico

Una configuración de respaldo puede representarse de manera sencilla como:

Red eléctrica + fuente de respaldo → ATS → cargas seleccionadas

El  ATS se encarga de realizar la conmutación; la fuente de respaldo es la que proporciona la energía; por esta razón es importante recordar que un ATS no almacena ni genera electricidad, es solo un dispositivo de transferencia.

¿Por qué utilizar un ATS en un sistema fotovoltaico residencial?

Un sistema solar interconectado convencional puede reducir el consumo de energía de la red, pero eso no significa necesariamente que pueda mantener encendidos los equipos durante un corte de energía de CFE.

Para proporcionar respaldo durante una interrupción, el sistema debe contar con una configuración diseñada específicamente para esa función.

Una alternativa es integrar:

Paneles solares + inversor híbrido + batería + ATS

En este sentido, los paneles pueden generar energía, la batería puede almacenar electricidad y el ATS puede gestionar la alimentación de las cargas entre las fuentes disponibles.

La configuración exacta dependerá de las características del inversor y de los equipos utilizados en el sistema residencial con el que se esté trabajando. 

¿Es necesario respaldar toda la casa?

No necesariamente.

En una vivienda pequeña puede ser más práctico definir cuáles son las cargas críticas, es decir, los equipos importantes que realmente necesitas mantener funcionando durante una interrupción, por ejemplo:

Cargas que podrían considerarse prioritarias:

• Refrigerador
• Iluminación básica
• Router y módem
• Cámaras de seguridad
• Computadora
• Televisión
• Algunos contactos eléctricos 

Cargas de mayor consumo:

Otros equipos pueden requerir una evaluación adicional debido a su potencia o corriente de arranque, tales como:

• Aire acondicionado
• Bomba de agua
• Microondas
• Lavadora
• Secadora
• Calentador eléctrico
• Horno eléctrico

Al decir esto, no significa que estos equipos no puedan respaldarse, sino que su incorporación debe considerarse en el dimensionamiento del inversor, batería, conductores y demás componentes del sistema.

¿Cómo determinar qué cargas quiero respaldar?

El primer paso es hacer una lista de los equipos que deseas mantener funcionando durante un corte; después, es necesario conocer aproximadamente:

Potencia del equipo (W) × horas de funcionamiento = energía requerida (Wh)

Por ejemplo, supongamos que una vivienda quiere mantener durante una interrupción:

**Los valores son únicamente ilustrativos, el consumo real depende de cada equipo y de sus condiciones de operación.**

A partir de esta información se puede estimar la energía que deberá proporcionar el sistema de respaldo. 

¿Qué papel tiene la batería?

La batería es la encargada de almacenar energía para utilizarla cuando sea necesario.

En un sistema híbrido, los paneles solares pueden producir electricidad durante el día y una parte de esa energía puede utilizarse para cargar la batería; posteriormente, cuando no existe suficiente generación solar o cuando ocurre una interrupción de la red, la batería puede proporcionar energía al sistema de respaldo dependiendo de la configuración del inversor.

Por eso, el tamaño de la batería dependerá principalmente de:

• Potencia de las cargas

• Tiempo de respaldo requerido

• Energía disponible

• Eficiencia del sistema

• Profundidad de descarga permitida

• Características del inversor y batería 

El cual deberá ser determinado por un profesional en el tema, para brindar el mayor respaldo para el sistema fotovoltaico con el que se esté trabajando.

¿Dónde entra el ATS?

Una vez definidas las fuentes de energía y las cargas que se quieren respaldar, el ATS puede formar parte del sistema encargado de realizar la transferencia.

Un esquema simplificado sería:

Paneles solares → Inversor híbrido → Batería

Red eléctrica → ATS ← Fuente de respaldo

ATS → Cargas críticas

Cuando la red se encuentra disponible, las cargas pueden recibir energía de acuerdo con la configuración del sistema.

Si ocurre una interrupción y la fuente de respaldo está disponible, el ATS puede realizar la transferencia hacia dicha fuente. Cuando las condiciones de la fuente principal se re establecen, el ATS puede realizar el proceso de retorno según las características del equipo.

¿Cómo saber qué ATS necesita una vivienda?

Una vez que se definen las cargas y fuentes, se deben revisar las características eléctricas del sistema; entre los principales aspectos están:

Corriente: la corriente nominal del ATS debe ser adecuada para las cargas que serán alimentadas.

Solarpec cuenta con ATS YRO en diferentes capacidades, incluyendo opciones de 63 A y 125 A.

Tensión: la tensión nominal debe ser compatible con las fuentes de energía y con la instalación eléctrica.

Dentro de la oferta de Solarpec existen modelos para diferentes configuraciones, incluyendo 220 V y 400 V.

Número de polos: también es necesario determinar cuántos polos deben ser conmutados de acuerdo con la configuración eléctrica del sistema.

Solarpec dispone de modelos de 2 y 4 polos. 

Compatibilidad

El ATS debe ser compatible con las fuentes que se van a conmutar, especialmente cuando se integra con un inversor solar o híbrido.

Por ello, además de revisar la corriente y tensión, es importante consultar la documentación técnica del inversor y del ATS. 

Ejemplo de una vivienda pequeña:

Imaginemos una casa que cuenta con paneles solares y desea mantener funcionando únicamente sus equipos esenciales durante un corte; la instalación podría considerar:

Paneles solares → Inversor híbrido → Batería → ATS → Tablero de cargas críticas

Entre las cargas respaldadas podrían encontrarse el refrigerador, iluminación, router, cámaras y algunos contactos; mientras que equipos de mayor consumo podrían permanecer fuera del circuito de respaldo.

Este tipo de configuración permite diseñar el sistema de acuerdo con las necesidades reales de la vivienda en lugar de dimensionarlo necesariamente para alimentar todos los equipos al mismo tiempo.

¿Qué ventajas tiene utilizar un circuito de cargas críticas?

Separar las cargas de la vivienda permite administrar mejor la energía disponible, entre sus principales ventajas podemos encontrar:

• Permite priorizar los equipos esenciales
• Puede reducir la capacidad necesaria del sistema de respaldo
• Facilita el dimensionamiento de la batería
• Permite administrar mejor la autonomía disponible
• Evita conectar cargas innecesarias durante una interrupción eléctrica

Además suele ser especialmente útil cuando el objetivo principal es mantener servicios básicos durante un corte de energía y no alimentar toda la vivienda.

¿El ATS funciona igual que un UPS?

La respuesta corta es No.

Aunque ambos pueden utilizarse en sistemas de respaldo, tienen funciones diferentes:

El ATS realiza la transferencia entre fuentes de alimentación.

El UPS (Uninterruptible Power Supply) ó (Sistema de Alimentación Ininterrumpida), por otro lado, está diseñado para proporcionar energía de respaldo a las cargas y minimizar o evitar la interrupción del suministro, dependiendo de su tecnología.

Por ejemplo, una computadora, equipo de comunicación o sistema de seguridad particularmente sensible puede requerir una solución adicional de respaldo.

Por ello, antes de elegir un sistema es importante identificar qué equipos necesitan simplemente una transferencia automática y cuáles requieren continuidad de manera ininterrumpida.

¿Puedo utilizar un ATS con un inversor solar?

Sí, siempre y cuando el ATS, el inversor y el resto de la instalación sean compatibles y estén correctamente configurados.

Solarpec cuenta con ATS YRO destinados a diferentes aplicaciones de transferencia, incluyendo opciones que pueden utilizarse en sistemas de respaldo y aplicaciones solares.

Sin embargo, la selección debe realizarse de acuerdo con las especificaciones técnicas de cada equipo y con el diagrama eléctrico del proyecto con el que se esté trabajando. 

¿Qué necesito para diseñar un sistema de respaldo residencial?

Antes de realizar la selección de los equipos, es recomendable conocer:

• Qué equipos deseas mantener funcionando
• La potencia de cada carga
• Cuántas horas necesitas de respaldo
• Si existe conexión a la red eléctrica
• Si ya cuentas con paneles solares
• Qué tipo de inversor tienes o deseas instalar
• La capacidad de batería necesaria
• La tensión y corriente del sistema
• Qué cargas estarán conectadas al ATS

Al conocer esta información se puede comenzar a definir una solución adecuada para las necesidades de la vivienda.

Conclusiones

Un ATS puede ser un componente importante dentro de un sistema fotovoltaico residencial diseñado para proporcionar respaldo durante las interrupciones de la red eléctrica.

Sin embargo, el ATS es solamente una parte del sistema; para conseguir una solución funcional es necesario considerar también los paneles solares, el inversor, las baterías, las protecciones y las cargas que se desean respaldar.

Para una vivienda pequeña, una estrategia práctica puede ser crear un circuito de cargas críticas y utilizar un sistema de respaldo dimensionado específicamente para esos equipos.

De esta manera, la solución energética puede adaptarse al consumo real de la vivienda que se quiera respaldar y aprovechar de mejor manera la energía disponible.

¿Estás pensando en integrar un sistema de respaldo a tu instalación solar? En Solarpec puedes encontrar ATS, baterías, inversores y otros componentes para desarrollar una solución de acuerdo con las necesidades de tu proyecto.