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.
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 y 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
Una instalación fotovoltaica conectada a la red permite al usuario final autoconsumir la energía eléctrica generada y verter los excedentes a la red de distribución.
Un contador bidireccional cuantifica tanto la energía consumida como la inyectada a la red. También existe la opción de evitar la inyección a la red, conocida como autoconsumo sin excedentes o vertido cero.
Actualmente, muchas instalaciones residenciales operan sin sistemas de almacenamiento (baterías), lo que implica un aprovechamiento directo de la energía solar generada. Sin embargo, es posible incorporar baterías para optimizar el autoconsumo.
En estos sistemas nos podemos encontrar con 2 modalidades de autoconsumo: autoconsumo con excedentes acogida a compensación y autoconsumo sin excedentes o vertido cero.
Autoconsumo con excedentes acogida a compensación
La modalidad de autoconsumo con excedentes acogida a compensación es la más habitual en las instalaciones domésticas. En este esquema, el excedente energético se vierte a la red eléctrica para compensar el consumo de energía.
Para la ejecución de una instalación fotovoltaica conectada a la red, es indispensable contratar a un instalador autorizado. Este profesional elaborará una memoria técnica de diseño para instalaciones de hasta 10 kW. Si se supera esa potencia, será necesaria la elaboración de un proyecto técnico visado. Además, el usuario deberá solicitar una modificación de contrato a su comercializadora de energía.
La normativa vigente establece que 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 estar alrededor de los 5 céntimos por kWh inyectado. Este precio limita la rentabilidad de las instalaciones fotovoltaicas.
Autoconsumo sin excedentes o vertido cero
Una alternativa al autoconsumo con excedentes es el régimen de autoconsumo sin excedentes, también conocido como autoconsumo con vertido cero.
En este esquema, se instala un dispositivo antivertido que impide la inyección de energía excedente a la red de distribución.
Existen 2 estrategias para el funcionamiento de un sistema antivertido:
– Corte de la corriente: desconecta la producción cuando la energía generada excede la demanda, es decir, se detiene la producción de energía por parte de los paneles solares. La energía necesaria para alimentar los receptores será suministrada por la compañía eléctrica, con lo que se desaprovecha una parte de la energía solar generada.
– Regulación de potencia: este método, más común, equilibra la producción y el consumo en tiempo real mediante un controlador dinámico de potencia que actúa sobre el inversor, a través de una pinza amperimétrica, evitando así el vertido de energía a la red. Permite aprovechar al máximo la energía solar generada al ajustar la producción en función del consumo.
El objetivo principal de esta modalidad de vertido cero, es lograr un autoconsumo óptimo, es decir, consumir toda la energía solar generada en el mismo instante. Sin embargo, es común que se produzcan excedentes, especialmente en horarios de alta generación solar.
Para solucionar este problema, se suelen instalar sistemas de almacenamiento, basados en baterías, que permiten almacenar la energía excedente durante el día y utilizarla en momentos de baja generación, como por ejemplo durante la noche.
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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