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Preguntas frecuentes Autoconsumo solar

1.- Autoconsumo (On-grid) Vs Instalaciones Aisladas (Off-grid)

Aisladas (Off-grid): no conectadas a la red eléctrica. Serían estos: kits solares aislada

  • Paneles solares + Inversor de baterías + baterías
  • El inversor genera la red alterna 230V. Tiene que tener la potencia suficiente para soportar los equipos que se conecten y sus transitorios de arranque.
  • Dependencia de la energía solar. Es necesario un grupo electrógeno para aportar un 10% de energía anual cuando hay varios días de lluvia o mal tiempo.
  • Normalmente se utiliza este tipo de instalaciones donde no es posible conectarse a la red eléctrica.
  • No es necesario legalizar la instalación.
  • No tiene sentido poner una aislada donde existe conexión a la red eléctrica. No hay ahorro.
  • Las instalaciones aisladas sin baterías no dan buen resultado, el sistema se apaga con transitorios de arranque, cuando pasa una nube y cuando hay más demanda que lo que producen los paneles solares.
  • Aunque según el diccionario autoconsumir significa consumir lo que uno produce, la normativa hace referencia al autoconsumo como instalaciones fotovoltaicas interconectadas a la red eléctrica, es decir las siguientes.

Autoconsumo (On-grid): conectadas a la red eléctrica. Serían estos: kits solares autoconsumo

  • Paneles solares + Inversor de autoconsumo + baterías (opcionales)
  • La red es la que proporciona la potencia a los electrodomésticos. Por lo que no hay dependencia solar.
  • El ahorro se produce al consumir energía de las placas solares mientras hay producción solar.
  • El excedente de producción se inyecta en la red y se obtiene una compensación en la factura de la luz.
  • Es necesario legalizar la instalación. No legalizar, además de ilegal, limita el ahorro puesto que no es posible la compensación de excedentes.
  • La legalización tiene que hacerla una empresa instaladora, electricistas, empresas instaladoras solares, eléctricas, etc

2.- Diseño técnico. Requisitos

Los inversores de autoconsumo modernos tienen 2 MPPTs (seguidores del punto de máxima potencia) independientes. Es decir, 2 entradas de paneles solares.

Requisitos mínimos y máximos por entrada:

  • Dentro de un MPPT los paneles se conectan en serie para formar una cadena (string en inglés).
  • Cada MPPT necesita un mínimo aproximado de 4 paneles solares para que empiece a funcionar.
  • Cada MPPT tiene un máximo de paneles solares que se le puede instalar, aprox. 9 o 12 paneles.
  • Todos los paneles dentro de un MPPT tienen que ser idénticos o muy parecidos
  • Todos los paneles dentro de un MPPT tienen que tener la misma orientación e inclinación.

Excepciones:

Cuando no se pueden poner 4 paneles solares con una misma orientación e inclinación, se pueden valorar opciones de utilizar optimizadores para los paneles solares o utilizar microinversores en vez de un inversor de autoconsumo.

3.- Autoconsumo con baterías. Inversores híbridos

Para poner baterías en un autoconsumo el inversor tiene que ser híbrido, es decir que pueda llevar baterías.

Hoy en día se utiliza el término híbrido para muchas cosas, pero en fotovoltaica y partiendo de la explicación anterior de los 2 tipos de instalaciones solares, contamos con 2 tipos de inversores, los inversores de aislada y los inversores de autoconsumo. Por tanto, cuando se hace referencia a un inversor híbrido lo más normal es que sea un inversor de autoconsumo y de aislada al mismo tiempo. Es decir, un inversor de autoconsumo capaz de llevar baterías.

Pero en internet se aplica el término híbrido para muchos inversores de aislada por el hecho de incorporar cargador de baterías y regulador solar en un mismo equipo. Nosotros a esos equipos los llamamos » inversores 3 en 1 «, inversor + cargador + regulador solar todo en un mismo equipo. Hay otros que lo llaman inversor multifunción.

Suponemos que llamar a estos inversores híbridos tenía sentido para realizar instalaciones de «falso autoconsumo» donde la red se conectaba al cargador de baterías. Es decir, para realizar instalaciones aisladas dentro de una vivienda con conexión a red. O también puede ser que los llamen híbridos simplemente porque parecen mejores así.

Nosotros recomendamos el término híbrido para aquellos inversores de autoconsumo que puedan llevar baterías.

  • Baterías compatibles para inversores híbridos Huawei: Baterías de litio Huawei LUNA2000
  • Baterías compatibles para inversores híbridos Fronius: Baterías de litio BYD modelos HVM/HVS

4.- ¿Qué pasa cuando cae la red eléctrica?

  • Cuando cae la red eléctrica el inversor de autoconsumo se desconecta. Esto es por normativa y de obligado cumplimiento para garantizar la seguridad de un posible operario trabajando en la red.
  • Se va la luz de casa y los paneles solares dejan de producir energía.

5.- Funcionamiento backup y cargas críticas

Las marcas punteras de inversores de autoconsumo ya incorporan funciones backup para que el sistema solar pueda seguir funcionando cuando cae la red y podamos tener luz en casa mientras no haya suministro.

Función backup o de respaldo: Significa que el inversor puede seguir funcionando y suministrando energía a la vivienda cuando hay un corte de red eléctrica.

Primero se va la luz en casa y el inversor se desconecta de la red. A los pocos segundos el inversor empieza a suministrar energía a la vivienda funcionando Off grid o en aislada. Cuando se restablece la red el sistema solar se reconecta para volver a funcionar en On-grid o autoconsumo.

El funcionamiento backup va ligado al uso de baterías. Aunque algunos inversores tengan una salida de 230V directamente de la producción solar, esta salida solamente es válida para consumos de emergencia monofásicos y de poca potencia. Además esta salida solamente funcionará si la producción solar es mayor al consumo, por lo que no podemos contar con ella durante la noche, cuando hace mal tiempo o cuando pasa una nube.

Cargas críticas: Es un circuito eléctrico de la vivienda que seguirá funcionando cuando cae la red.

Lo óptimo y para lo que está pensado el sistema es que las cargas críticas sean los electrodomésticos importantes de la vivienda, por ejemplo los de la cocina, las luces, etc. dejando fuera otros consumos como depuradoras de piscinas, climatizadoras, etc.

Poner toda la vivienda dentro de las cargas críticas no es la mejor opción por 2 motivos:

  • Puede que el funcionamiento Off-grid no sea capaz de soportar toda la potencia de la vivienda.
  • La batería se descarga con consumos poco importantes y quita autonomía para lo importante.

6.- Espacio disponible para instalar placas solares

No es suficiente conocer los m2 de tejado disponibles. Es necesario saber las medidas del tejado, la orientación e inclinación del mismo y las sombras por chimeneas o edificios colindantes.

Ejemplos:

1.- Un tejado de 32m2 puede ser Largo: 8m x Ancho: 4m; pero también puede ser Largo 4m x Ancho: 8m.

2.- Una chimenea puede limitar el espacio disponible por sombras

3.- Si la cubierta es plana, es necesario poner estructura con inclinación de 30º y por tanto es necesario dejar separación entre filas de paneles solares para evitar las sombras.

4.- Los muros perimetrales de las terrazas también arrojan sombras

7.- Orientación e inclinación de las placas solares

Orientación SUR e inclinación 30º

  • Lo óptimo en la mayoría de los casos es Orientación SUR e inclinación 30º
    • Un poco más de inclinación en el norte de España y un poco menos en el sur.
  • Desviaciones sobre el SUR de unos +-10º Este u Oeste no afectan a la producción anual.
    • Lo que no se produce durante la mañana se produce por la tarde.
  • Inclinaciones de +-10º no afectan a la producción solar anual.
    • Lo que no se produce durante el verano se produce durante el invierno.

Orientación ESTE / OESTE

Las orientaciones Este / Oeste son perfectamente válidas y muy comunes, de hecho los inversores tienen 2 MPPTs por algún motivo, las particularidades son:

  • La campana de producción solar es más ancha y con menos pico en las horas centrales
  • La producción solar empieza antes por la mañana y termina más tarde por las tardes.
  • A las horas centrales del día, el pico de producción es menor que en una orientación SUR porque la orientación de los campos fotovoltaicos no miran al SUR si no uno al Este y el otro al Oeste.
  • En estas instalaciones, lo conveniente es poner paneles solares en ambas orientaciones a la vez, no solo paneles al Este o al Oeste.

Recomendaciones:

1.- Se recomienda adaptarse a la cubierta utilizando estructuras estándar en vez de complicar la instalación y aumentar los costes buscando la orientación e inclinación ideal.

– Estructuras con inclinación:

  • Son estructuras con la inclinación deseada, normalmente 30º, para colocar sobre cubiertas planas.
  • La posición natural del panel solar es en vertical. Las estructuras inclinadas para colocar paneles solares en horizontal no son habituales y son más caras.
  • Si se ponen varias filas es necesario dejar espacio entre filas para evitar las sombras. Como calcular la separación de filas de placas solares para evitar sombras

– Estructuras Coplanarias (coplanar es un anglicismo):

  • Son estructuras para colocar los paneles en el mismo plano que la cubierta, de ahí su nombre coplanaria (de planos coplanarios). Es decir, si la cubierta tiene 10º los paneles solares se quedan a 10º.
  • Al estar los paneles en el mismo plano que la cubierta, los paneles no hacen sombra unos sobre otros.
  • La posición natural del panel es en vertical. Aunque se podría girar toda la estructura para cambiar la posición del panel solar respecto al tejado.
  • No confundir pendiente en % con inclinación en grados. Ejemplo: una pendiente del 30% equivale a 16,7º de inclinación. Una pendiente del 10% equivale a 5,7º.

2.- Las cubiertas inclinadas hacia el norte no suelen ser válidas. Solamente se podrían montar paneles solares con inclinaciones muy elevadas, lo que significa estructuras caras, complicadas y con riesgo por viento posterior.

3.- En un tejado con poca inclinación posiblemente es mejor una estructura coplanaria que una estructura inclinada con pocos grados. Por ejemplo, un tejado inclinado con 15 grados suele ser mejor poner los paneles coplanarios que poner una estructura de 15º sobre ese tejado inclinado. No obstante, si utiliza una estructura inclinada sobre un tejado inclinado será necesario reforzar los anclajes y poner tensores a la estructura para soportar las cargas de viento por la parte posterior.

8.- ¿Es posible ampliar la instalación?

Inversores: para añadir inversores en paralelo ( o en cascada) es necesario que los inversores sean paralelizables y compatibles. Es imprescindible que sean de la misma marca.

Paneles solares: La mejor forma para poder ampliar es dejar libre un MPPT del inversor, ya que los paneles solares serán diferentes en tan solo unos meses y es posible que no encontremos paneles parecidos para añadirlos a la cadena del MPPT.

Por tanto, para no tener que añadir un nuevo inversor, lo ideal sería utilizar un inversor suficientemente potente para llenar el tejado de paneles solares, y posteriormente decidir si se instalan todos los paneles solares o solamente la mitad.

9.- Concepto de funcionamiento del autoconsumo solar

  • Durante el día, cuando el consumo coincide con la producción solar, se consume directamente la energía de los paneles solares. Autoconsumo – línea azul
  • Si el consumo supera la producción solar, se coge energía de la red. Consumo – línea roja
  • Si la producción supera el consumo, se inyecta energía en la red. Inyección – línea verde
  • El mayor ahorro se produce por autoconsumir lo que producen los paneles solares. Precio 0€ por Kwh.
  • Otro porcentaje de ahorro se produce por compensar los excedentes inyectados en red. Aproximadamente nos quitan 1kwh de la factura mensual por cada 3kwh inyectados en red.

Gráfica de un día de verano

La producción solar (línea verde) es muy superior a los consumos diarios y por tanto se inyecta mucha energía en la red eléctrica. El % de autoconsumo (línea azul) depende de la curva de consumo de cada uno, cuanta más energía consumamos durante la producción solar más autoconsumo a precio 0€ por kwh.

Durante la noche, al no haber producción solar (en este caso no hay baterías) se coge energía de la red (línea roja). Pero al inyectar tanta energía en la red durante el día, los consumos quedan compensados.

Normalmente 8 meses al año la factura de la luz se reduce al pago únicamente del término de potencia contratada. Ese término de potencia es fijo y pagamos todos los meses lo mismo. La parte de energía consumida será 0€ o muy muy baja.

Gráfica de un día de invierno

Normalmente en invierno nuestro consumo eléctrico es mayor por la utilización de climatización eléctrica y en invierno además hay menor producción solar. Por tanto, unos 4 meses al año nuestra factura de la luz dejará de ser 0€, aunque será muy inferior al consumo anterior a la instalación solar.

CONCLUSIONES

La mayor rentabilidad se consigue persiguiendo un ahorro anual del orden del 80 – 90%, no del 100%. Ya que para cubrir la factura de los meses de invierno sería necesario instalar muchos más paneles solares que no repercutirán en un mayor ahorro durante el verano.

Cuanto mayor es el consumo de una vivienda más rápido se amortiza la instalación solar porque la factura mensual se reduce más.

La utilización de baterías puede ser conveniente cuando nuestro consumo nocturno es muy elevado, tenemos coche eléctrico, queremos ser lo más autosuficiente posible o porque tenemos muchos cortes de luz.

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Acerca de Jorge Insa

Soy un apasionado de la tecnología y la naturaleza, si juntas las 2 descubres todo un mundo de posibilidades con las energías renovables. Y como todos tenemos que trabajar, yo lo hago siguiendo una idea bien clara, la sostenibilidad del planeta. Mis esfuerzos están dirigidos a promover, divulgar y concienciar a la gente en el uso de energías alternativas por un futuro sostenible.

Un comentario

  1. yago

    Esta bastante bien explicado para cualquiera que no tenga mucha idea, y pone sentido al autoconsumo para que al lanzarnos a instalarlo se comprendan alguna cosas. Uno de los aspectos que añadiría son los problemas del calor, que tienen todas las placas y que producen perdidas importantes de rendimientos en verano, por lo que podemos tener días en otoño o primavera en los que tengamos mas potencia punta que en verano.
    Gracias Jorge,

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