INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA EN VIVIENDA AISLADA AL 100%

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Una instalación fotovoltaica constituye una fuente de suministro eléctrico gracias a los módulos, que captan la energía solar y la convierten en energía eléctrica debido al efecto fotovoltaico que se produce en sus células.

Esta energía puede ser utilizada directamente en una instalación aislada, que habitualmente incluye baterías para almacenar el excedente de energía generada.

Una instalación fotovoltaica aislada es aquella que no está conectada a la red eléctrica y su objetivo es consumir toda la energía generada, bien inmediatamente o bien tras ser acumulada en baterías. 

Esta situación se presenta cuando tenemos una vivienda ubicada en un lugar donde la red eléctrica no llega, o cuando aunque llegue, podamos vivir de forma totalmente independiente de las compañías eléctricas gracias a nuestra instalación de paneles fotovoltaicos, ayudados por sistemas de acumulación de la energía que producen (baterías), para tener luz durante las horas en que los paneles fotovoltaicos no producen, como durante la noche o en horas de baja producción.

A continuación, detallamos los componentes que conforman una instalación fotovoltaica aislada: 

1. Módulos fotovoltaicos.

El conjunto de módulos constituye la parte generadora de la instalación. Cada uno de ellos está formado por células fotovoltaicas conectadas eléctricamente entre sí, siendo su superficie más habitual de hasta 2 m2 y teniendo una potencia de unos 300 W. 

Este grupo de células fotovoltaicas están conectadas mediante contactos metálicos soldados y al conjunto se le dota de aislamiento, protección, rigidez y estanqueidad. 

Los tipos de módulos fotovoltaicos disponibles, dependiendo del material semiconductor con el que se fabriquen pueden ser: 

• Módulos de silicio monocristalino: Su eficiencia es una de las más altas del mercado, del 19% a algo más del 22%. Tiene elevada durabilidad y sus propiedades se deterioran poco con el paso del tiempo. 
• Módulos de silicio policristalino: Su eficacia es algo menor (16%-19%), sin embargo, su coste también es un 10% inferior aproximadamente y su durabilidad es similar a los módulos monocristalinos. Suelen trabajar mejor a elevadas temperaturas. 
• Módulos de capa fina: Se fabrican añadiendo un material semiconductor sobre otro elemento que sirve de como soporte físico. Resultan más baratos por emplear menos material en su fabricación. Son módulos flexibles, por lo que tienen múltiples aplicaciones.

Los módulos más utilizados por su buena relación entre rendimiento y coste de fabricación son los monocristalinos y policristalinos. 

            2.  Acumuladores o baterías.

Los acumuladores, más conocidos como baterías, son equipos que casi siempre se encuentran en este tipo de instalaciones. Este sistema de batería presenta las siguientes características: 

• Serán capaces de satisfacer la demanda de energía eléctrica en periodos nocturnos.
• Durante el día, las baterías aportarán la energía necesaria si la capacidad de generación de los módulos fotovoltaicos no es suficiente para los consumos existentes.
• Almacenarán energía eléctrica hasta su capacidad límite, siempre y cuando la energía generada en los módulos sea superior a la demanda eléctrica de los consumos.

En realidad, las baterías no almacenan electricidad directamente, sino que transforman la energía eléctrica que les llega en forma de reacciones químicas durante la carga. Al descargarse, se producen otras reacciones químicas que liberan energía eléctrica aprovechable por los consumos que se conectan a ellas. 

Existen diferentes tipos de baterías, siendo las más apropiadas para aplicaciones fotovoltaicas las de plomo-ácido, debido a las buenas propiedades que presentan de autodescarga, número de ciclos y coste económico. Estas baterías son versátiles en amplios rangos de corrientes de carga y ofrecen una rentabilidad aceptable. Dentro de esta categoría podemos encontrar baterías estacionarias, solares y de gel.  Por supuesto, también están las de Litio ahora ya abaratadas.

             3.  Reguladores de carga. 

En general, la tensión nominal del sistema de baterías es algo inferior a la tensión nominal del generador fotovoltaico. Esta diferencia de tensión suele variar entre 4 y 8V. Esto es debido principalmente a que para poder cargar las baterías la tensión en bornes del generador debe ser mayor que en el sistema de baterías, debido a que así la corriente pueda ser impulsada hacia ellas y a que cuando la temperatura aumenta, la tensión nominal de los módulos tiende a disminuir, por lo que este efecto puede minimizarse diseñando un generador para una tensión nominal superior a la de las baterías. 

Un regulador de carga es un dispositivo que, gracias al microprocesador que incorporan, controlan los procesos de carga y descarga de las baterías, realizando principalmente las siguientes funciones: 

• Protección contra sobrecarga de las baterías.
• Protección contra sobredescargas de las baterías.
• Sistema de adquisición de datos.
• Algunos reguladores de carga disponen de dispositivos de protección contra sobretensiones y sobreintensidades.

Existen diferentes tipos de reguladores de carga en el mercado: Shunt o paralelo y serie.

             4.  Inversores.

El inversor es un equipo cuya función es convertir la corriente continua en alterna que es la forma en que se consume y se entrega la energía. Interiormente un inversor incluye circuitos eléctricos y transistores o tiristores para realizar la conversión de la forma de onda, además de filtros para afinarla. 

Actualmente, la mayoría de los inversores incorporan la importante función de buscar el punto de máxima potencia en el que los módulos deben trabajar. Es decir, los módulos pueden trabajar a una tensión e intensidad que viene definida por su curva característica que a su vez depende de las condiciones de irradiancia y de temperatura y es el inversor el que define cuáles son la tensión y a intensidad a la que deben operar para que se pueda extraer de ellos la máxima potencia. 

En el caso de los inversores de instalaciones aisladas se conectan a la salida del regulador, convirtiendo la corriente continua en alterna con forma de onda sinusoidal para que pueda entregarse a los consumos que requieren este tipo de corriente. 

También podemos encontrar los denominados inversores-cargadores que incorporan las funciones propias de un regulador, además de suministrar corriente alterna a los consumos. Por tanto, no se requiere un regulador si se instala un inversor-cargador. 

             5.  Convertidores CC/CC. 

Se encuentran en determinadas instalaciones aisladas cuando la corriente continua procedente de las baterías o de los módulos, que se encuentra a un determinado nivel de tensión, hay que adecuarlo a otro nivel de tensión de corriente continua. Por ejemplo, si existen consumos de 12V y el sistema de baterías proporciona tensión a 24V, deberemos emplear un convertidor. 

             6.  Dispositivos de protección. 

Los dispositivos de protección proporcionan seguridad tanto a las personas como a los equipos de la instalación, minimizando las consecuencias de posibles contactos directos e indirectos, cortocircuitos, sobreintensidades y sobretensiones. Los principales elementos de protección son: 

• Diodos de bloqueo. Instalados en la salida de cada cadena de módulos para que no se disipe la potencia generada en caso de defecto, evitando que la corriente circule en sentido contrario al que se pretende
• Diodos de bypass. Colocados en la caja de conexiones de cada módulo, minimizan problemas ocasionados por sombreados parciales, ya que impiden que las células en sombra actúen como receptores.
• Fusibles. Cada equipo de la instalación suele incluir sus propios fusibles, con el objetivo de protegerlo frente a sobreintensidades. También se colocan fusibles externos para la protección de los circuitos de corriente continua contra sobrecargas y cortocircuitos.
• Interruptores magnetotérmicos. Al menos existe uno de ellos colocado a la salida del inversor, aunque en muchos casos viene incluido en el propio equipo. Además, se colocan para proteger los diferentes circuitos de corriente alterna. Al igual que los fusibles, también protegen contra sobrecargas y cortocircuitos.
• Interruptores diferenciales. Se colocan en las instalaciones de corriente alterna para garantizar la seguridad de las personas contra contactos directos (debidos al contacto con partes activas) e indirectos (debidas a una derivación por un fallo del aislamiento de partes en tensión), y también para proteger a la propia instalación contra los incendios que podrían provocar estas derivaciones.
• Varistores. Son dispositivos de protección contra sobretensiones (tensiones más elevadas de los niveles normales que ocurren durante un cierto tiempo), por lo que también se les llama limitadores o descargadores de sobretensiones.
• Puesta a tierra. Dota de seguridad a las personas y a los equipos derivando a tierra la corriente de defecto que se pueda generar debido a fallos de aislamiento, averías, etc. Se conectan a tierra las estructuras de los módulos, carcasas de los cuadros eléctricos, etc. 

             7.  Cableado.

El cableado que se utiliza en circuitos de corriente continua suele tener doble aislamiento y su sección es superior a la del cableado convencional de las instalaciones de corriente alterna, debido a que las tensiones empleadas son bajas (12V o 24V por ejemplo), pero transportan potencias considerables, por lo que la intensidad que circula por ellos es elevada si se compara con la que circula por los cables de 230 V de corriente alterna. 

En cuanto al cableado de corriente alterna, es el habitual que puede encontrarse en cualquier tipo de instalación eléctrica. Cuanto mayor sea la potencia de los consumos a alimentar, mayor deberá ser su sección. 

             8.  Otros equipos propios de una instalación fotovoltaica aislada.

Describimos a continuación otros equipos menos comunes que pueden encontrarse en algunas instalaciones aisladas:

• Sistemas de control. Miden los datos más relevantes de la instalación y suelen incluir alarmas por alta o baja tensión
• Sistemas de medida. Contador de energía que normalmente se coloca antes de los consumos para registrar la energía eléctrica que se está consumiendo.
• Temporizadores. Empleados en situaciones donde se necesita realizar una serie de conexiones y desconexiones con un tiempo prefijado
• Sistemas de energía auxiliar. En instalaciones aisladas donde no existe la posibilidad de consumir energía de la red eléctrica, puede resultar interesante dotar a la instalación de un sistema de respaldo con el objetivo de garantizar el suministro eléctrico de los consumos. Los dos sistemas de energía auxiliar más empleados son el grupo electrógeno que suele funcionar con gasóleo y el aerogenerador.

             9.  Estructuras y soportes .

Las estructuras y soportes son dispositivos que permiten colocar las placas solares en las cubiertas (tejados) para asegurar la instalación y poder sacar su máximo rendimiento obteniendo la inclinación adecuada para cada latitud. Normalmente son instalaciones fijas y están fabricadas con materiales muy resistentes para soportar el desgaste de las condiciones climatológicas adversas (lluvias, nieve, fuerte vientos, etc.). 

La respuesta es SÍ. Y si lo que te preguntas es si deberías hacerlo, la respuesta es: TAMBIÉN.

Algunos fabricantes de equipos fotovoltaicos han empezado ya a ofrecer kits de paneles solares para el hogar con cargador de coche eléctrico integrado. Productos como estos, encaminados a facilitar que pueda recargarse el vehículo eléctrico en el propio hogar son una evidencia más de que transporte eléctrico y energía fotovoltaica pueden trabajar juntos a la perfección. Para el medioambiente, esta unión supone un impulso hacia la sostenibilidad que es vital para el futuro de nuestro planeta. Para el consumidor, supone la posibilidad de que sus placas solares le ayuden a que los gastos en gasolina pasen a la historia.

Para asegurarnos de que nuestra instalación de paneles solares es viable para la recarga de un coche eléctrico es bueno tener en cuenta un número de factores, pero una cosa está clara: toda la energía que se obtenga de un sistema de autoconsumo es energía limpia, sea para alimentar una pequeña bombilla de led, un frigorífico o… nuestro vehículo eléctrico.

Para empezar, es fundamental conocer cuánta electricidad va a requerir el coche para circular cada día, de manera que el consumidor pueda asegurarse de tener una instalación aislada con potencia suficiente para alimentar el vehículo y también al resto de instalaciones del inmueble. Para ayudarte en esto, mira el siguiente enlace sobre los tiempos de carga de los vehículos eléctricos más vendidos en el mercado español.

La fórmula para averiguar el consumo energético de un vehículo eléctrico es sencilla. Puesto que los coches eléctricos no usan gasolina, su consumo se calcula en kilovatios/hora (kWh) por cada 100km. Las variaciones entre modelos y marcas son sustanciales, pero puede decirse que, en general, la mayoría de los vehículos eléctricos consumen entre 14 y 21 kWh por cada 100km.

Tomemos como ejemplo un automóvil que consuma 16kWh por cada 100km. Si ese automóvil circula unos 50km de media al día, su consumo será de 8kWh diarios. Según este cálculo, una instalación solar doméstica de 5kW (que produce unos 30kWh al día) cubriría con creces nuestras necesidades.

Nuestros cálculos han de considerar, no obstante, un segundo factor importante, que es la ubicación geográfica de los paneles solares y la variación en la cantidad de producción energética en función del clima. Es fácil: una misma instalación fotovoltaica produce mucha más energía si se encuentra en una región con abundancia de horas de luz que si se está ubicada en una zona con predominancia de días nublados. De igual modo, por lo general la producción de energía es mucho mayor en verano que en el resto de las estaciones. Estas variables hacen que siempre sea aconsejable contar con un sistema de refuerzo que compense los momentos en los que la producción de energía de los paneles es baja. Este sistema puede ser: una segunda instalación pensada para cargar el coche, o un kit de baterías (aunque no es lo más ideal ni eficiente cargar baterías con la energía de otras baterías).

Otras dos consideraciones importantes son el horario de recarga del vehículo y la velocidad de la recarga, y aquí aparecen algunas limitaciones. Con respecto al horario, nuestros hábitos de trabajo marcan la pauta. Aquellos consumidores que trabajen desde casa, que tengan horario de mañana o que estén jubilados no tendrán problema en recargar su vehículo eléctrico en casa durante las horas de luz, en las que una instalación de autoconsumo puede trabajar a pleno rendimiento. Para otro tipo de usuarios, sin embargo, como aquellos que tengan horario partido o jornadas de trabajo muy extensas, lo ideal será cargar el vehículo eléctrico durante la noche, y este factor entraña una limitación lógica: nuestras placas solares no producen energía durante la noche.

Aquellos consumidores que cuenten con un sistema de baterías de litio en el que almacenar el excedente de la producción de sus paneles solares tienen garantizado el consumo energético para los electrodomésticos e instalaciones del hogar y, al menos en teoría, también para la carga del vehículo. El problema está en que cargar una batería (la del coche) con otra batería (la de nuestra instalación fotovoltaica) no es lo más eficiente. 

En cuanto a la velocidad de carga de un vehículo, las opciones son variables según modelos, pero es importante señalar que una recarga rápida de un coche eléctrico está, por lo general, fuera del alcance de una instalación doméstica estándar (por ejemplo, la de 5kW del ejemplo anterior). Dicha recarga requiere de una instalación con una potencia mucho mayor. Conclusión: hagámonos a la idea de que tardaremos unas horas en recargar nuestro vehículo.

Si eres dueño de un vehículo eléctrico y estás planteándote la opción de instalar un kit fotovoltaico en casa, contacta con nosotros en el siguiente enlace.

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Los paneles solares y los coches eléctricos son una pareja condenada a entenderse: cuando planificas un sistema solar doméstico, puedes usarlo tanto para alimentar tu casa como para cargar tu coche eléctrico para un transporte con cero emisiones.

El coste de la energía solar está bajando rápidamente, y empresas como Tesla o Nissan están fabricando coches eléctricos al nivel de fabricación de los coches gasoil o gasolina.

Ahora, la posibilidad de instalar un sistema solar fotovoltaico lo suficientemente grande como para alimentar tanto tu casa como tu coche es una opción real.

La respuesta sencilla es que sí, una instalación solar cargará tu coche eléctrico del mismo modo que suministrará energía al resto de tus electrodomésticos. Incluso un pequeño conjunto de paneles solares con sólo 10 paneles solares puede proporcionar suficiente energía para cargar la batería de tu coche eléctrico.

Antes de tomar una decisión sobre el tamaño de tu sistema de energía solar, debes calcular cuánta electricidad necesitará tu coche en el futuro. Además de ayudarte a dimensionar tu sistema de energía solar, conocer el kilometraje de tu coche eléctrico puede ayudarte a calcular lo que vas a ahorras al cambiar a un coche eléctrico.

Una vez que sepas cuanto puede consumir tu coche eléctrico, puedes trabajar con nosotros para diseñar un sistema fotovoltaico que genere suficiente energía para cubrir tanto tu casa como tu coche eléctrico. Todo lo que necesitas para completar el sistema es un cargador para coches eléctricos.

Pero si no estás preparado para hacer la inversión en energía solar y en un vehículo eléctrico al mismo tiempo, tendrás que instalar un sistema solar fotovoltaico que pueda crecer a medida que aumente tu consumo de electricidad.

Lo primero es lo primero: no pospongas la instalación solar sólo porque quieras o necesites tener un sistema mayor en el futuro. Si esperas a instalar un sistema fotovoltaico, puedes perder interesantísimas subvenciones.

Si dimensionas tu sistema de energía solar en función de su uso futuro y te aseguras de que tu sistema está preparado para futuras necesidades, es fácil encontrar una opción que genere suficiente electricidad para alimentar tu casa hoy y pueda cargar tu coche eléctrico en el futuro. A continuación te explicamos cómo hacerlo:

1. Instalar un inversor que pueda trabajar a más potencia. La opción por defecto de los inversores se conoce como inversor tipo cadena. Con los inversores tipo cadena, varios paneles solares se organizan en “cadenas”, que alimentan un solo inversor. Normalmente, los instaladores de energía solar incluyen un inversor que puede gestionar la producción proyectada de los paneles solares instalados, pero no más. Si sabes cuántos paneles más necesitarás añadir a tu sistema más adelante, puedes instalar un inversor que pueda gestionar la capacidad de tus paneles actuales más los nuevos que planees añadir después de comprar tu vehículo eléctrico.
2. Instala microinversores con sus paneles solares. Si eliges microinversores en lugar del inversor tipo cadena predeterminado, cada uno de tus paneles solares tendrá su propio inversor. Con los microinversores, puedes añadir fácilmente paneles adicionales a tu sistema más adelante sin tener que preocuparte de si el inversor instalado puede gestionar la electricidad adicional que generarán los nuevos paneles.
3. Instalar un segundo sistema solar más pequeño. Siempre que tengas suficiente espacio en tu tejado, puedes añadir un segundo sistema a tu casa cuando lo necesites.
4. Calcula el uso futuro y diseña un sistema más grande que se ajuste a él. Si sabes que tu consumo de electricidad aumentará en los próximos uno o dos años y tienes acceso a suficiente financiación, puedes instalar tu sistema fotovoltaico en función de tu consumo futuro de electricidad. Esta opción no siempre es posible, ya que algunas empresas de servicios públicos no aprueban sistemas que superen significativamente el consumo histórico de electricidad, así que asegúrate de informarte antes de esta posible limitación.

Otra opción es hacer mejoras en la eficiencia energética en tu casa, de manera que puedas ahorrar electricidad, lo que tiene la ventaja añadida de reducir tus costes generales de energía. Considera la posibilidad de cambiar las bombillas, instalar un termostato programable o cambiar tus electrodomésticos para liberar parte de la electricidad que generan sus paneles solares para su uso futuro en un vehículo eléctrico.

Vale la pena señalar que las estrategias anteriores no sólo sirven para los coches eléctricos, sino también para cualquier otro cambio que hagas en tu casa que aumente tu consumo de electricidad.

Con esta segunda vuelta es posible que ya estés mucho más documentado y preparado para tomar una sabia decisión. 

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