Sistemas eléctricos solares autónomos en los kits para casas TUFF+.
Descripción general y arquitectura
Casa con corriente continua directa (conversión mínima de CA): la corriente continua procedente de los paneles o la batería se distribuye a las cargas nativas de corriente continua (iluminación LED, electrodomésticos de CA-CC, aparatos electrónicos a través de fuentes de alimentación de CC integradas). Eficiencia muy alta para esas cargas; requiere diseñar o sustituir muchos dispositivos domésticos para que sean compatibles con la corriente continua.
Microrred de CC con conversión de CA local: FV → controlador de carga MPPT → bus de batería de CC (normalmente 48 V o más) → inversor(es) necesario(s) solo donde se requiera CA.
La corriente continua es más común en sistemas híbridos y autónomos; reduce el tiempo de funcionamiento del inversor, mejorando la eficiencia y la confiabilidad.
Casa con aire acondicionado completo con PV/inversor: PV → inversor → panel de aire acondicionado de la casa; convencional, más fácil de integrar con los electrodomésticos y la red existentes, pero conlleva pérdidas por conversión.
Nulo
Componentes clave para una casa basada en corriente continua
Matriz fotovoltaica con controladores de carga MPPT dimensionados para adaptarse a la carga y la ubicación.
Banco de baterías diseñado para voltaje de bus de CC (24 V, 48 V, 120 V CC o superior). Se recomiendan baterías de litio por su densidad energética y vida útil.
Bus de distribución de CC y panel de interruptores: cables, conectores, fusibles, interruptores y interruptores de aislamiento clasificados para CC. La protección del circuito de CC debe estar clasificada para arcos de CC continuos.
Convertidores CC-CC para proporcionar voltajes estándar a los dispositivos (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V CC) según sea necesario.
Inversor(es) solo si se requieren aparatos de CA o exportación/importación a la red.
Dispositivos de monitoreo, conexión a tierra, protección contra sobretensiones y seguridad diseñados para sistemas de CC.
Aparatos nativos de CC o modernizados: iluminación LED de CC, bombas de calor con compresores de CC, refrigeradores de CC, controladores de climatización de CC, cargadores de vehículos eléctricos de CC (o cargadores de CA con inversor).
Eficiencia, costo y practicidad.
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Eficiencia: cada conversión de CA/CC o CC/CA genera pérdidas. La eliminación de inversores y rectificadores innecesarios mejora la eficiencia del sistema.
Costo y disponibilidad: los electrodomésticos con alimentación de CC ya están disponibles en el mercado de suministros para vehículos recreativos. Se deben evaluar los costos de las baterías y la distribución de CC frente al ahorro que supone la reducción de las horas de funcionamiento del inversor.
Mantenimiento: los sistemas de CC requieren técnicos familiarizados con la seguridad de la CC y el cuidado de las baterías.
Resumen de SOLAR DC
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El funcionamiento de una vivienda principalmente con corriente continua generada por energía solar fotovoltaica es técnicamente viable y más eficiente para cargas nativas de corriente continua, seleccionando voltajes de corriente continua adecuados, utilizando protección clasificada para corriente continua y utilizando aparatos construidos para corriente continua.
Una alternativa práctica para quienes desean una alimentación estándar de 110 V o 240 V es un bus de batería de CC con distribución selectiva de CC, además de un inversor para las cargas de CA restantes.;
Las casas totalmente nativas de CC son ideales en proyectos de nueva construcción, donde la elección de los electrodomésticos y la seguridad se planifican desde el principio. Eso es lo que ofrecen las casas TUFF+.
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nulo
Un SIP es un panel prefabricado para la construcción que consiste en un núcleo aislante entre dos revestimientos estructurales, utilizado para paredes, techos y pisos, que ofrece un sistema de construcción resistente, energéticamente eficiente y rentable que no requiere montantes de madera.
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Construcción:Los SIP se fabrican en una fábrica, lo que garantiza el control de calidad y la precisión, y luego se transportan a la obra para su montaje.

Los revestimientos estructurales utilizados por TUFF+ suelen ser placas de MgO (óxido de magnesio), que cuentan con una larga trayectoria y se explican a continuación.
El aislamiento interior SIP puede consistir en una amplia gama de espumas o materiales aislantes rígidos, entre los que se incluyen:
- El poliisocianurato (polyiso) es un aislante rígido de espuma de célula cerrada muy utilizado en la construcción de edificios comerciales y residenciales, conocido por su alta eficiencia térmica, resistencia al fuego y resistencia a la humedad.
- PU – Poliuretano
- El aislamiento de lana de roca, también conocido como lana mineral, es un tipo de aislamiento térmico fabricado a partir de roca fundida y escoria reciclada, que ofrece una excelente resistencia al fuego, absorción acústica y durabilidad.
- El aislamiento XPS, o poliestireno extruido, es un material aislante rígido de espuma de célula cerrada.
- El EPS o poliestireno extruido se utiliza muy comúnmente como aislamiento SIP.
Los paneles SIP se prefabrican en una planta de alta tecnología.
fábrica y se envían a la obra, donde se pueden montar rápidamente para formar una envolvente del edificio hermética y energéticamente eficiente.
Actualmente existen muchos tipos de SIP, pero TUFF+ se centra en los paneles estructurales de MgO debido a su resistencia y ventajas.


Pasos prácticos para la implementación (Técnicos)
Cargas de auditoría: lista de aparatos, potencias nominales, ciclos de trabajo; separa las cargas compatibles con CC de las que solo admiten CA.
Elija un voltaje de bus de CC que minimice la corriente sin dejar de ser seguro y compatible con el equipo (48 V es un punto de partida habitual).
Dimensionar el conjunto fotovoltaico y la capacidad de la batería para cumplir los objetivos de energía y autonomía.
Diseñe la distribución de CC con interruptores, cableado y protección contra sobretensiones clasificados para CC.
Seleccione aparatos con corriente continua cuando sea rentable; utilice inversores de alta eficiencia solo para cargas de corriente alterna inevitables.
Instalar según la normativa local con profesionales autorizados; incluir plan de monitoreo y mantenimiento.
Casos de uso típicos
Casas sin conexión a la red eléctrica: es habitual utilizar un bus de baterías de CC con respaldo de inversor para minimizar el tiempo de funcionamiento del inversor y maximizar la eficiencia.
Casas con consumo neto cero o conectadas a la red: energía fotovoltaica con inversor, batería de respaldo y distribución selectiva de CC para cargas críticas (iluminación, comunicaciones, bombas).
Casas pequeñas, autocaravanas, barcos: suelen funcionar principalmente con corriente continua (12-48 V) porque las cargas son más pequeñas y están diseñadas para corriente continua.
Sitios remotos de telecomunicaciones/industriales: utilice habitualmente buses de CC de alto voltaje para mayor eficiencia.
Compatibilidad de los aparatos y modernización
Los dispositivos electrónicos y la iluminación LED suelen aceptar corriente continua internamente; muchos dispositivos, como teléfonos y computadoras, ya utilizan corriente continua internamente tras la conversión de CA a CC.
Las cargas resistivas (calentadores de agua eléctricos, hornos) funcionan con corriente continua, pero requieren controles clasificados para corriente continua.
Motores y compresores: la mayoría de los motores de CA necesitan inversores; los sistemas modernos de climatización y refrigeración utilizan cada vez más motores de CC sin escobillas que pueden funcionar de manera eficiente con CC mediante accionamientos adecuados.
Las cocinas, las secadoras y la mayoría de los electrodomésticos grandes ya están disponibles en CC; las excepciones son más difíciles de convertir; a menudo es más fácil mantenerlos en CA y utilizar un pequeño inversor o un enfoque híbrido cuando sea necesario.
Seguridad y repercusiones de la corriente continua
nulo
Un SIP es un panel prefabricado para la construcción que consiste en un núcleo aislante entre dos revestimientos estructurales, utilizado para paredes, techos y pisos, que ofrece un sistema de construcción resistente, energéticamente eficiente y rentable que no requiere montantes de madera.
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Construcción:Los SIP se fabrican en una fábrica, lo que garantiza el control de calidad y la precisión, y luego se transportan a la obra para su montaje.

Los revestimientos estructurales utilizados por TUFF+ suelen ser placas de MgO (óxido de magnesio), que cuentan con una larga trayectoria y se explican a continuación.
El aislamiento interior SIP puede consistir en una amplia gama de espumas o materiales aislantes rígidos, entre los que se incluyen:
- El poliisocianurato (polyiso) es un aislante rígido de espuma de célula cerrada muy utilizado en la construcción de edificios comerciales y residenciales, conocido por su alta eficiencia térmica, resistencia al fuego y resistencia a la humedad.
- PU – Poliuretano
- El aislamiento de lana de roca, también conocido como lana mineral, es un tipo de aislamiento térmico fabricado a partir de roca fundida y escoria reciclada, que ofrece una excelente resistencia al fuego, absorción acústica y durabilidad.
- El aislamiento XPS, o poliestireno extruido, es un material aislante rígido de espuma de célula cerrada.
- El EPS o poliestireno extruido se utiliza muy comúnmente como aislamiento SIP.
Los paneles SIP se prefabrican en una planta de alta tecnología.
fábrica y se envían a la obra, donde se pueden montar rápidamente para formar una envolvente del edificio hermética y energéticamente eficiente.
Actualmente existen muchos tipos de SIP, pero TUFF+ se centra en los paneles estructurales de MgO debido a su resistencia y ventajas.


Componentes clave para una casa basada en corriente continua
Matriz fotovoltaica con controladores de carga MPPT dimensionados para adaptarse a la carga y la ubicación.
Banco de baterías diseñado para voltaje de bus de CC (24 V, 48 V, 120 V CC o superior). Se recomiendan baterías de litio por su densidad energética y vida útil.
Bus de distribución de CC y panel de interruptores: cables, conectores, fusibles, interruptores y interruptores de aislamiento clasificados para CC. La protección del circuito de CC debe estar clasificada para arcos de CC continuos.
Convertidores CC-CC para proporcionar voltajes estándar a los dispositivos (5 V, 12 V, 24 V, 48 V, 54 V, 120 V CC) según sea necesario.
Inversor(es) solo si se requieren aparatos de CA o exportación/importación a la red.
Dispositivos de monitoreo, conexión a tierra, protección contra sobretensiones y seguridad diseñados para sistemas de CC.
Aparatos nativos de CC o modernizados: iluminación LED de CC, bombas de calor con compresores de CC, refrigeradores de CC, controladores de climatización de CC, cargadores de vehículos eléctricos de CC (o cargadores de CA con inversor).
Seguridad y normativa de construcción
La corriente continua se comporta de manera diferente a la corriente alterna: los arcos son más difíciles de extinguir, la polaridad requiere un manejo cuidadoso y los equipos deben estar homologados para corriente continua.
Normas eléctricas: Las normas NEC (EE. UU.) y las normas nacionales/locales regulan la instalación, el almacenamiento de baterías, la interconexión de inversores y las implementaciones de buses de CC. Algunas jurisdicciones exigen electricistas con licencia e inspecciones.
El aislamiento y las desconexiones de emergencia son obligatorios. Se deben tener en cuenta las consideraciones relativas a la extinción de incendios y la primera respuesta.
Opciones e implicaciones del voltaje de CC
Corriente continua de bajo voltaje (12 V, 24 V): fácil para cargas pequeñas, corrientes altas para la energía doméstica: conductores de cobre grandes, pérdidas más altas; mejor para iluminación y pequeños electrodomésticos.
Corriente continua de medio voltaje (48-60 V): compromiso común: más seguro (por debajo de los umbrales de riesgo extremadamente bajo/alto, que varían según la jurisdicción), menor intensidad de corriente, estándar común de baterías.
TUFF+ no utiliza corriente continua de alto voltaje (120-400 V+): corrientes y tamaño de conductores reducidos, lo que requiere un aislamiento más estricto, seguridad y equipos clasificados para corriente continua; el bus de 120-380 VCC se utiliza en microrredes avanzadas y telecomunicaciones/industria.
Eficiencia, costo y practicidad.
¡Los COSTOS DE FUNCIONAMIENTO son bajos y pueden ser CERO!
Si se utiliza en un clima tropical o soleado, la electricidad generada y almacenada en un bloque de baterías domésticas TUFF+ puede ser suficiente para hacer funcionar las luces, los electrodomésticos y el aire acondicionado durante todo el día y toda la noche.
TUFF+ convierte el exceso de calor en refrigeración y calefacción para la casa.
NOTA Eficiencia: cada conversión de CA/CC o CC/CA añade pérdidas. La eliminación de inversores y rectificadores innecesarios mejora la eficiencia del sistema. TUFF+ toma el suministro eléctrico directo de CC SOLAR y lo utiliza sin conversiones ineficientes.
Costo y disponibilidad: los electrodomésticos con alimentación de CC ya están disponibles en el mercado de suministros para vehículos recreativos. Se deben evaluar los costos de las baterías y la distribución de CC frente al ahorro que supone la reducción de las horas de funcionamiento del inversor.
Mantenimiento: los sistemas de CC requieren técnicos familiarizados con la seguridad de la CC y el cuidado de las baterías.

