Tipos de Instalaciones Fotovoltaicas

Existen diversos tipos de instalaciones fotovoltaicas, cada una diseñada para adaptarse a diferentes necesidades energéticas, condiciones geográficas, y normativas.

Podemos encontrar desde sistemas aislados en zonas rurales hasta grandes plantas conectadas a la red y sistemas híbridos para hogares. La tecnología fotovoltaica ofrece soluciones eficientes y sostenibles para casi cualquier escenario.

La elección del tipo de instalación depende de factores como la disponibilidad de recursos, el consumo energético, la ubicación y las regulaciones locales.

Las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar principalmente en 2 grandes tipos o categorías:

● Instalaciones fotovoltaicas aisladas o autónomas (Off-Grid): son aquellas que no están conectadas a la red eléctrica pública. Son utilizadas principalmente en áreas remotas donde no hay acceso a la red eléctrica, o en aplicaciones donde se requiere autonomía energética total.

Se utilizan en instalaciones como:

– Viviendas rurales

– Instalaciones en refugios o estaciones de telecomunicaciones

– Señalización de tráfico

– Sistemas de bombeo solar

– Instalaciones en vehículos

● Instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red (On-Grid): son las más comunes en zonas urbanas y suburbanas. Estas instalaciones están diseñadas para inyectar la energía generada a la red eléctrica pública, reduciendo así la factura eléctrica del usuario. En algunos casos, se diseñan para la venta de energía a compañías eléctricas.

Se utilizan en instalaciones como:

– Instalaciones residenciales

– Instalaciones comerciales e industriales

– Plantas fotovoltaicas a gran escala

En cualquier caso, es fundamental realizar un cálculo de instalaciones fotovoltaicas preciso, que garantice un rendimiento óptimo y la máxima eficiencia energética según las condiciones y requerimientos específicos de cada proyecto.

Instalación Fotovoltaica Aislada o Autónoma

Una instalación fotovoltaica aislada puede producir energía eléctrica en corriente continua (CC) o alterna (CA), o incluso combinar ambas, para alimentar de forma autónoma una vivienda, un sistema de telecomunicaciones o cualquier otra carga. La tensión generada se adapta a las necesidades específicas de cada instalación.

Dado que suelen ser sistemas de pequeña escala, los equipos que se alimentan de estas instalaciones suelen funcionar a bajo voltaje en CC (12V, 24V o 48V) o a 230V en CA.

En general, en una vivienda habitual o comercio, no se hace una instalación fotovoltaica totalmente aislada de la red eléctrica de suministro público. Esto supondría una abultada inversión inicial (sobre todo en el banco de baterías), un análisis muy cuidadoso del consumo energético, un fuerte nivel de mantenimiento y una instalación adicional de un generador complementario de respaldo para imprevistos.

Al no estar conectados a una red eléctrica pública, los inversores solares de estos sistemas aislados no tienen ninguna referencia de frecuencia o fase a la que deban ajustarse, por lo que son más simples.

Instalaciones Aisladas con Cargas de Corriente Continua

Un regulador controla la carga de las baterías para optimizar su rendimiento y vida útil. Las baterías, por su parte, almacenan la energía solar capturada por los paneles fotovoltaicos, garantizando un suministro eléctrico continuo incluso en ausencia de radiación solar.

Estos tipos de instalaciones fotovoltaicas suelen ser de poca potencia y operar en entornos remotos o con acceso limitado a la red eléctrica. Las cargas suelen ser de corriente continua (CC), lo que simplifica la configuración del sistema.

Se suele usar en instalaciones en viviendas de uso ocasional (cabañas, casas de campo o segundas residencias), señalización de tráfico, instalaciones de bombeo (agua para riego o abastecimiento), etc.

Instalaciones Aisladas con Cargas de Corriente Continua y Alterna

Es similar a la instalación anterior, pero las cargas pueden funcionar en CC o en CA monofásica. Para alimentar las cargas de CA disponen de un inversor que adapta la tensión y frecuencia de la corriente a las necesidades de las cargas.

Se suele usar en instalaciones en viviendas de uso ocasional (cabañas, casas de campo, etc.), en repetidores de comunicaciones (equipos de telecomunicaciones en zonas remotas), etc.

Instalaciones Aisladas con Cargas de Corriente Alterna

Es similar a las instalaciones anteriores, pero las cargas solo pueden funcionar en CA monofásica. Se suele utilizar en viviendas de uso ocasional, autocaravanas, iluminación de exteriores, equipos de telecomunicaciones, etc.

Actualmente, es muy habitual que los fabricantes ofrezcan inversores híbridos o inversores cargadores. Estos inversores gestionan el flujo de energía entre paneles, baterías y cargas. El dispositivo integra: el propio inversor (conversión CC a CA), el regulador de carga y el cargador de baterías.

Instalación Fotovoltaica Conectada a Red

Estos tipos de instalaciones fotovoltaicas necesitan de un inversor que adapte la corriente continua CC generada a las características de la corriente alterna CA de la red de distribución, monofásica de 230V/50 Hz o trifásica de 400V/50 Hz.

Pueden ser proyectadas para suministrar energía eléctrica:

– A una instalación privada con posibilidad de verter a la red de distribución.

– Solo a la red de distribución.

Suministro de Energía Eléctrica a una Instalación Privada y a la Red de Distribución

Aunque estemos conectados a la red de distribución tenemos 2 opciones de autoconsumo:

– Con inyección de excedentes a la red de distribución

– Sin inyección de excedentes a la red de distribución

Autoconsumo Con Excedentes Acogido a Compensación

Permite consumir parte de la energía generada y verter el excedente a la red, registrado por un contador bidireccional.

Actualmente, muchas de estas instalaciones domésticas funcionan sin baterías, usando la energía solar en tiempo real. Si no se consume inmediatamente, se vierte a la red o se pierde.

Las baterías son opcionales, pero si se instalan, el inversor debe ser híbrido. En ese caso, el dispositivo integra: el propio inversor (conversión CC a CA), el regulador de carga, el cargador de baterías y módulo de gestión del flujo de energía entre red e inversor.

Esta modalidad de autoconsumo con excedentes acogida a compensación suele ser la más común a nivel doméstico. Cuando se produce más energía de la que se consume, la energía sobrante se vierte a la red eléctrica para compensar el consumo de energía.

En cualquier caso, la instalación debe ser realizada por un profesional, quien elaborará una memoria técnica si la potencia es menor a 10 kW, o un proyecto visado si es mayor. Además, el usuario debe contactar a su comercializadora para ajustar el contrato eléctrico.

El usuario solo puede recibir una compensación por la energía que no se consume y nunca podrá obtener una factura negativa. Además, el precio de compensación por los excedentes de energía suele ser muy bajo, alrededor de 5 céntimos por kWh inyectado.

Esta notable diferencia representa el principal obstáculo para quienes buscan rentabilizar su instalación de paneles solares, ya que reduce considerablemente el ahorro potencial.

Muchos usuarios optan por instalar baterías o ajustar sus consumos a las horas de mayor producción solar. 

El esquema de la modalidad de autoconsumo con excedentes acogida a compensación sería el siguiente:

Autoconsumo Sin Excedentes o Vertido Cero

La instalación fotovoltaica podría usarse con otra opción a la que se acogen muchos usuarios. Se trata del autoconsumo sin excedentes o autoconsumo de vertido cero. En esta modalidad se añade un dispositivo antivertido para impedir la inyección de excedentes a la red de distribución.

El objetivo debería ser consumir toda la energía generada por la instalación solar en el momento de su generación.

Si esto no fuera posible, el uso de baterías podría ser una opción interesante para almacenar el excedente de energía generado durante el día y consumirlo en momentos en los que la generación solar es baja o inexistente, como por la noche, evitando al máximo el suministro desde la red de BT.

Cuando el consumo no coincide con la producción solar, verter el excedente a la red resulta poco rentable debido a su bajo precio de compensación. En estos casos, almacenar la energía en baterías es más ventajoso, ya que el ahorro por autoconsumirla supera ampliamente la compensación obtenida al inyectarla. 

En caso de instalar baterías el inversor debe ser híbrido, gestionando el flujo de energía entre paneles, baterías y cargas.

El esquema de la modalidad de autoconsumo sin excedentes o vertido cero sería el siguiente:

Es importante destacar que la instalación de un sistema de autoconsumo sin excedentes requiere de una comunicación previa con la distribuidora eléctrica de la zona. Además, es necesario tramitar una Declaración Responsable y registrar la instalación en el registro correspondiente de la comunidad autónoma.

Suministro de Energía Eléctrica Solo a la Red de Distribución

Estos tipos de instalaciones fotovoltaicas operan paralelamente con el resto de los sistemas de generación conectados a la red de distribución, contribuyendo así a la estabilidad y al equilibrio del sistema eléctrico.

En el caso de las instalaciones que inyectan excedentes a la red, existe la posibilidad de acogerse a un régimen especial de autoconsumo sin compensación.

En este régimen, la energía excedente se vende a la compañía suministradora al precio de mercado correspondiente. De esta manera, el propietario de la instalación puede generar ingresos adicionales.

Sin embargo, este régimen implica una serie de obligaciones para el usuario, entre las que destacan:

– Alta como productor de energías renovables: el usuario debe registrarse como productor en los registros administrativos correspondientes.

– Instalación de equipos de telemedida: se requiere la instalación de equipos de medida que permitan monitorizar la producción y el consumo de energía.

– Cumplimiento de obligaciones tributarias y fiscales: el usuario estará sujeto a las obligaciones fiscales derivadas de la generación de energía eléctrica.

Debido a la complejidad de los trámites administrativos y a las obligaciones técnicas y fiscales, este régimen suele ser más adecuado para instalaciones de gran potencia y no resulta rentable para pequeñas instalaciones domésticas.

El Real Decreto 244/2019, de 5 de abril, establece la normativa para el autoconsumo de energía eléctrica en España.

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