Tipos de instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo

En este post vamos a explicar cuáles son las instalaciones de autoconsumo fotovoltaicas más habituales, qué dispositivos vamos a necesitar para cada una de ellas y cómo calcular la potencia que necesitamos para adecuarla a la instalación.

Hay dos tipos de instalaciones de paneles solares de autoconsumo:

  • la energía solar térmica (ACS) para almacenar energía en forma de agua caliente (equipos de termosifón).
  • los módulos fotovoltaicos para almacenar energía eléctrica que luego usaremos en nuestra casa para encender una placa vitrocerámica, un frigorífico, etc.

Lo aclaro para no confundirnos, en este post vamos a centrarnos en los paneles solares fotovoltaicos y los tipos de instalaciones más habituales, que son los que más dudas generan a los usuarios. Además, te adelanto que junto a los paneles solares fotovoltaicos necesitarás otros dispositivos para complementar tu instalación solar fotovoltaica. Unos serán necesarios para proteger la instalación, otros para acumular la energía (baterías) y otros contribuirán a la transformación de la corriente continua en corriente alterna (inversor).

Paneles fotovoltaicos

Los paneles o placas son los receptores de la energía solar, según el número de celdas y el material empleado en su construcción tendrá unas características concretas.

Las células fotovoltaicas que componen el panel solar, captan la radiación solar y la transforman en energía eléctrica de corriente continua. Estos paneles cada vez son más eficientes, ya que a igual superficie son capaces de captar más energía.

Es un sistema que no requiere mantenimiento y tiene vida útil de más de 25 años.

Tipos de paneles solares fotovoltaicos

Paneles fotovoltaicos policristalino

Los paneles o placas fotovoltaicas policristalinos se fabrican con distintos tipos de silicio lo que le confiere un color azulado. Cuando se fabrican los módulos policristalinos, el silicio se funde y luego se coloca en moldes para obtener las celdas fotovoltaicas. Al fundir el silicio, aparecen impurezas, lo que puede condicionar su rendimiento.

A la hora de decidirse por unos u otros hay que analizar un poco cuales son las ventajas y desventajas. Empezamos con los paneles fotovoltaicos policristalinos.

panel policristalino para instalación fotovoltaica de 12 V
Placa solar 150W silicio policristalino 12V
Lo bueno
  • Se usan más en instalaciones industriales
  • Precio inferior que los monocristalinos
  • Más resistentes al sobrecalentamiento
  • Para climas cálidos
A tener en cuenta
  • Menor rendimiento ocupando mismo espacio
  • Producen menos energía eléctrica

Paneles fotovoltaicos monocristalinos

En cambio los paneles solares fotovoltaicos monocristalinos presentas estas otras características, y se diferencian de los anteriores por el color, que tiende más a negro que a a azul.

Panel fotovoltaico monocristalino de 60 celdas
Panel fotovoltaico de 320W monocristalino de 60 celdas
Lo bueno
  • Mayor rendimiento (1% más)
  • Para climas fríos
  • Más eficientes
  • Durabilidad entre 25 y 50 años
A tener en cuenta
  • Más caros
  • Proceso de fabricación más lento y con un alto coste energético.

Tipos de instalación solar con paneles solares fotovoltaicos

Voy a comentar los tres usos que creo son los más habituales:

  • instalación para una furgo camperizada
  • instalación aislada, por ejemplo en una casa rural
  • instalación cuando tenemos conexión a la red eléctrica

Instalación para una furgoneta camperizada

Tanto si estamos hablando de una autocaravana o de una pequeña caseta en el jardín para tus herramientas puedes apañar un sistema de electricidad básico con paneles fotovoltaicos. Evidentemente las dimensiones del panel son más ajustadas ya que tienen que adaptarse al techo del vehículo, o caseta.

Para llevar a cabo la instalación vas a necesitar: un panel fotovoltaico (acorde a tus necesidades), una caja de protección (caja de conexión), un inversor, un regulador de carga y una/s baterías.

Existen kits ya listos con todos los elementos necesarios para instalar una placa solar fotovoltaico de autoconsumo en tu web. Como ejemplo este:

Modelo 15i para campers
Modelo 15i

Aquí os dejo una tabla donde se especifican las características de la serie I de Solarlife. Dependiendo de los aparatos o dispositivos eléctricos que tenéis en la furgoneta o caravana, necesitaréis un modelo u otro.

Kit Solarlife para caravanas, furgonetas o camperizaciones

Instalación aislada

Este es el típico caso de las casas de campo que no tienen conexión a la red eléctrica (instalación solar fotovoltaica aislada). Estas casas suelen usar un generador de gasoil que da luz a la casa, al frigorífico y al televisor. Si estás pensando en sustituir el gasoil por energía solar o combinar el uso del generador con el de los paneles fotovoltaicos, te propongo una solución con dos paneles fotovoltaicos.

En estos casos vas a necesitar:

Batería, inversor de carga, caja de protección y panel solar fotovoltaico

Existen al igual que en el caso de la instalación para una furgoneta camperizada, Kits con todo lo necesario para realizar la instalación. Hay dos marcas que deberías conocer: Pack Zero+ y Xuncel.

Aquí te propongo algunos modelos:

Sistema completo PACK ZERO+ EBAD1000IXS XUNCEL

Diseñado para generar electricidad regular e iluminación led y compatible con generador y red. Potencia instalada hasta 1.000 W (pico 2.000 W). Tiene una capacidad de generación media diaria de 480-1.080 W/h, Registra una energía disponible en batería (carga al 100%) de entre 2.400 y 2.830 W/h, en función de las condiciones de uso. No requiere mantenimiento. Incluye inversor de onda pura y cargador.

Kit solar de dos paneles fotovoltaicos de 120 W  de pack Zero + y Zuncel
Kit Solar de dos paneles de120W

Sistema Solar PACK ZERO+ EBAD1500.XJ XUNZEL

Apto para usar con aparatos tipo A+++ e Iluminación led. Es un kit seguro, eficiente y sin mantenimiento. El paquete incluye un inversor 1000W (Pico 2000W) onda pura y USB2,1A. La capacidad de generación media diaria es de 480-1080Wh según la ubicación e instalación de los paneles solares-2,62m2 y época año. Si la batería está cargada 100%, tiene una energía acumulada de 2,3-2,8kWh en función condiciones uso. Los cables, protecciones y conectores están incluidos en el Kit. 

Kit solar de dos paneles fotovoltaicos de 185 W  de pack Zero + y Zuncel
Kit solar de dos paneles fotovoltaicos de 185 W

Solar PACK ZERO+ EBAD502.2.XJ.Li XUNZEL

Diseñado para Iluminación led o equipos electrónicos. Completo. Listo para conectar y usar. Sin mantenimiento. Viene con un inversor 400W (Pico 800W) onda pura. La capacidad de generación media diaria es de entre 480-1080Wh, según la ubicación e instalación de los paneles solares -1,56m2 y época año. La batería de Litio cargada 100%, puede generar hasta 512Wh . Tanto los cables como los conectores van incluidos en el Kit. 

Kit Solar 2 paneles 120W, inversor 400W, batería Li 512Wh, hasta 1080Wh/d
Kit solar de dos paneles fotovoltaicos de 120 W y batería de Li
Pros
  • Tendrás luz y serás autosuficiente
  • No pagas factura de luz
Contras
  • Necesitarás baterías
  • Las baterías son caras
  • Tendrás que adaptar tus consumos

¡Adapta tu forma de consumir energía!

Para conseguir el máximo aprovechamiento de la instalación fotovoltaica, realiza la mayor parte de tus consumos energéticos durante el día, que es cuando los paneles están a pleno rendimiento. Evita por tanto usar el horno o secadora durante la noche, ya que en ese caso vas a usar la energía que se ha ido acumulado en la batería. Las baterías tienen X usos de vida (unos 10 años dependiendo del uso), cuanto menos tires de ellas más te durarán. Recuerda que el precio de las baterías suponen el 40 o 50% del coste de este tipo de instalaciones de autoconsumo.

Instalación con acceso a la red eléctrica

El objetivo de este tipo de instalación de autoconsumo no es ser autosuficiente y dejar de utilizar la energía proveniente de la red eléctrica, sino ahorrar en el precio de la factura y ser más eficientes. En este caso usaré la energía que proviene de los paneles fotovoltaicos que tengo instalados en el jardín o tejado de mi vivienda y cuando lo necesite, usaré la electricidad de la red eléctrica.

Pros
  • Ahorro en la factura de la luz, hasta el 70%
  • Te ahorras el precio de las baterías, que no las vas a necesitar
Contras
  • Si quiero ahorrar debo adaptar mis consumos
  • Deberás negociar con el proveedor el precio de venta de la energía vertida a la red eléctrica
  • El precio de los excedentes no puede superar el precio de la energía que consumimos.

En este tipo de instalación podemos ahorrarnos por completo el coste que implica comprar baterías, ya que será la red eléctrica la que haga las veces de «baterías» y lo hará de forma muy eficiente. Cuando necesite energía extra durante las horas donde no hay sol, utilizaré la red eléctrica. Durante el día con el panel solar a pleno rendimiento, haré uno de los KW que necesite y lo que no use se vierte a la red eléctrica.

Las instalaciones de autoconsumo fotovoltaicas conectadas a la red pueden ser:

  • Sin excedentes, en este caso no voy a inyectar electricidad a la red.
  • Con excedentes sin compensación, para instalaciones superiores a 100 kw, donde vendo directamente el excedente sin realizar ninguna compensación en la factura eléctrica.
  • Con excedentes y con compensación, que es la solución más interesante para una vivienda que necesite entre 15 kw y 100 kw. Para esta modalidad la comercializadora nos compensa el excedente eléctrico a un precio acordado previamente (0.05€/kWh más IVA de media). Se aplica un descuento en la factura por el importe equivalente al vertido realizado, nunca superior. Las instalaciones inferiores a 15 kW, no pueden solicitar el permiso de acceso y conexión.

Para este tipo de instalación vamos a necesitar:

En principio cualquier panel fotovoltaico podría valer si respeta los rangos de trabajo del inversor, aunque también hay algunos específicos para este tipo de instalación.

Con respecto a los inversores, son los encargados de transformar la corriente continua que produce el panel solar en alterna, éstos han de poder conectarse a la red eléctrica. Pueden ser monofásicos (para viviendas) o trifásicos (para industrias, fábricas y motores) y pueden trabajar de forma dual, con la red eléctrica y baterías (inversor dual), o solo con red eléctrica. Puedes elegir un inversor central que gestione la energía producida por todos los paneles solares o bien utilizar microinversores, de menor tamaño y que pueden gestionar de entre dos a cuatro paneles solares.

Pros de los microinversores
  • Apto para pequeñas instalaciones y grandes proyectos
  • Podemos trabajar independientemente con cada microinversor
  • Optimiza la captación de energía de cada panel, trabajando a máxima potencia
  • Solución perfecta para instalaciones pequeñas
  • Durabilidad entorno a 20 años
  • Podemos ampliar la instalación sin problemas
Contras
  • Más caro, pero son más robustos y eficientes

Quizás pueda de inicio parecer interesante tener acumuladores (baterías) para usar en momentos de poca producción solar, pero hay que tener en cuenta que la inversión extra en baterías, el incremento del precio del inversor dual, y otros factores pueden afectar a la inversión inicial y a la amortización de la inversión.

Actualmente son varias las empresa que ofrecen Kits de instalación de autoconsumo conectada a la red.

Kit de 10 paneles fotovoltaicos con microinversores
Paneles 3.3kW Monofásico con microinversores

Calcula la dimensión de tu proyecto

– Calcula los watios que necesitas, en la imagen puedes ver un ejemplo de los electrodomésticos típicos que tenemos en casa, la potencia en W y las horas de utilización. Ejemplo: la lavadora 1000 W x 3 horas de uso: 3000 w/día + cocina eléctrica 3500 x 2 horas de uso= 700w/día. TOTAL: 3700w/día.

Tabla de consumo eléctrico de electrodomésticos del hogar. Se muestra la potencia en W, las horas de uso, el consumo/mes entre otras cosas

– Selecciona una batería acorde a tus necesidades. Para ello tienes que estar atento a dos datos: por un lado los voltios y la capacidad en Ah (Amperios hora).

Ejemplo: si la batería es de 12 voltios y 240 Ah, multiplica las dos cifras; 12 v x 240 Ah= equivalente a 2.880 watios disponibles al día.

– Elige el número de paneles fotovoltaicos necesarios, según sea su capacidad para generar energía medida en watios hora, teniendo en cuenta la media de horas de trabajo del panel en las diferentes épocas del año. Estima de media 5 horas de funcionamiento al día. Calcula siempre un 35% más de lo que realmente necesites.

– Elige el controlador de carga con los Ah apropiados, según el amperaje de los paneles y su número. La misión de este aparato es regular la carga que se acumula en la batería, el SC60A de Masterpower es compatible con sistemas de 12, 24 y 48V, con baterías de Agm, gel y plomo ácido.

¿Cuál es el coeficiente de simultaneidad?

El Coeficiente de simultaneidad sirve para descubrir cuánta potencia eléctrica voy a necesitar en mi vivienda.

Su cálculo es de vital importancia, ya que en base al mismo se calcula la potencia eléctrica que necesito y la que voy a contratar con el proveedor de electricidad ( Endesa, Iberdrola, etc) . Si hemos hecho bien los cálculos, no tendremos problemas cuando tengamos varios aparatos conectados al mismo tiempo.

Por tanto, para calcular el coeficiente de simultaneidad tendrás que averiguar dos cosas:

  • Potencia máxima que la casa puede soportar, dato que  figura en tu boletín eléctrico o Certificado de Instalación Eléctrica (C.I.E.).
  •  La suma de las potencias que necesitan todos los aparatos conectados a tu instalación eléctrica. Esto se obtiene sumando todos los KW que van a necesitar los aparatos eléctricos que tengo en casa. Es probable que en las especificaciones de algunos aparatos la encuentres en W. Para pasar de W a kW solo tienes que dividir entre 1.000.
  • Corrige el coeficiente, tienes que pensar en los aparatos que realmente sueles conectar al mismo tiempo. No es posible que tengas el aire acondicionado y la calefacción al mismo tiempo (quita el que tiene menos consumo).

Cuando divides la potencia máxima / la suma de las potencias = Coeficiente de Simultaneidad

¿Para qué sirve?

Para saber si la potencia eléctrica que tengo contratada es acorde a mis necesidades. Si haciendo el cálculo del coeficiente de simultaneidad, éste está muy por debajo de mi potencia contratada, es evidente que he sobredimensionado mis necesidades. Si hago una modificación a la baja, voy a ahorrar en la factura de la luz.

Desde el punto de vista de la instalación fotovoltaica, también necesitamos conocer el dato. Para saber qué baterías voy a necesitar en mi vivienda y qué tipo o número de paneles tengo que comprar.

Bricoqueen

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Disfruto haciendo y enseñando bricolaje a todos los que quieren aprender. Si tienes un proyecto en mente, por sencillo que sea, es probable que tengas dudas. Para eso está este blog, para guiarte y ayudarte.

Estaremos encantados de escuchar lo que piensas

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