Energía solar en casa (IV): Generación fotovoltaica

energía solar

Continuamos con nuestra serie de verano sobre energía solar. Si no has leído los artículos anteriores, te recomendamos que empieces por el primer post a modo de introducción con conceptos básicos, que continúes con el segundo sobre las diferentes maneras de aprovechar la energía del sol, y si te interesan las instalaciones de generación solar en casa puedes leer la tercera entrega donde comentábamos la generacion termosolar o fototérmica.

Hoy hablamos sobre la generación de electricidad a partir de la energía del sol, lo que se conoce como generación fotovoltaica.

Convirtiendo luz en electricidad

Si con las tecnologías de generación fototérmica se aprovecha el calor de la radiación solar, las tecnologías de generación fotovoltaica permiten obtener una corriente eléctrica a partir de la luz recibida por un conjunto de células fotovoltaicas.

Una célula fotovoltaica es un dispositivo semiconductor que produce un flujo de electrones al incidir los fotones sobre su superficie, gracias a un principio físico similar al que se utiliza en los transistores que son la base de la electrónica tal y como la conocemos. Por la propia naturaleza de este principio, la corriente producida es una corriente contínua, que no puede utilizarse tal cual en la mayoría de las aplicaciones prácticas que existen. Para poder hacer uso de esta corriente, es necesario convertirla en corriente alterna, por lo que cualquier instalación fotovoltaica requiere, además de las placas con la matriz de células fotovoltaicas, un inversor. El inversor recibe la corriente contínua proveniente de las placas fotovoltaicas, y entrega una corriente alterna que es la que se inyecta a la red o a la instalación eléctrica de la vivienda.

Os preguntaréis para qué os contamos este rollo nerd, pero lo cierto es que la necesidad de un inversor es relevante de cara a algunas características de la instalación de generación solar, como veremos más adelante.

Por cierto, que las tecnologías de generación fotovoltaica convierten la radiación solar en corriente eléctrica, y por tanto, como os comentamos en los artículos anteriores, son siempre tecnologías de generación activa. Just saying.

Aplicaciones de la tecnología fotovoltaica

Como estamos haciendo en esta serie de artículos, nos interesa centrarnos en las instalaciones de generación en viviendas particulares. Pero la realidad es que la energía fotovoltaica va mucho más allá de eso, y está presente en muchos más sitios de los que se piensa normalmente.

Para empezar, quizá no seáis conscientes pero seguro que tenéis una placa fotovoltaica en casa desde hace tiempo. ¿Tenéis la típica calculadora viejuna de Casio con una plaquita negra? Si es que sí, ahí está vuestra mini placa fotovoltaica. Realmente la tecnología no es nada novedosa, lo que es más novedoso es el precio y el tiempo de amortización, que hacen las instalaciones fotovoltaicas cada vez más eficientes y económicas.

Además de para producir la energía de consumo de una vivienda, existen instalaciones de generación a nivel industrial.

  • Por un lado están los huertos solares, generalmente inversiones de particulares que aprovecharon la época de las subvenciones y ayudas para desarrollar grandes extensiones de placas de gran tamaño con inyección a la red. Si habéis viajado en coche por España habréis visto estas enormes instalaciones de placas a modo de modernos girasoles con un aspecto algo futurista.  A día de hoy la regulación ha cambiado y por eso no se ven nuevos despliegues (de momento).
  • Por otro están las grandes centrales de generación fotovoltaica. Aquí se combinan las tecnologías comunes de placas con sistemas más complejos de concentradores. A día de hoy existen plantas fotovoltaicas con capacidad de generación similares a las centrales nucleares, de alrededor de 1 Gigawatio (aunque, a diferencia de las centrales nucleares, su pico de producción es durante el día, la capacidad de producción es variable y no pueden producir durante la noche). China, por ejemplo, tiene centrales de este tipo.

 
En ambos casos, con el objetivo de maximizar la producción se usan técnicas de concentración y orientación solar. El rendimiento de una placa solar depende mucho del ángulo de incidencia de la luz, por lo que las instalaciones industriales suelen tener seguidores, es decir, sistemas de orientación automática para optimizar el ángulo de incidencia del sol. Esto no aplica normalmente a las instalaciones en viviendas, que suelen situar las placas en el tejado, sobre una estructura metálica con la mejor orientación posible (al sur, si vivies en el hemisferio norte, y viceversa).

Aparte de las plantas de generación industriales, cada vez se ven más instalaciones de paneles fotovoltaicos fuera de las viviendas particulares. Por ejemplo, en las marquesinas de los aparcamientos de los centros comerciales, o en los tejados de las grandes naves industriales. La generación fotovoltaica tiene también una aplicación clave en la tecnología aeroespacial, porque permite contar con una fuente de energía a bordo de sondas o equipos que no pueden contar con un suministro contínuo de combustible fósil. En este artículo de la Wikipedia sobre generación fotovoltaica tenéis un montón de ejemplos más.

Generación fotovoltaica en viviendas

Por fin entramos en el tema que nos interesa, que es la generación de energía para consumo propio.

Lo que era hace unos años una tecnología disponible pero cara, a día de hoy es realmente una opción para reducir o eliminar la factura eléctrica. Actualmente, los precios de los paneles solares permiten tener una instalación de generación eléctrica amortizable en algo menos de 10 años, dependiendo, eso sí, del tipo de instalación y el patrón de consumo.

El patrón de consumo es muy relevante, porque marca factores clave como la necesidad o no de baterías, la cantidad de paneles necesarios y por tanto el periodo de amortización. Un consumo más constante durante el día permite soportar las necesidades de energía con menos paneles, mientras que un consumo con picos acentuados requiere una gran cantidad de paneles o menos apoyo solar al consumo diario. Un consumo desplazado hacia las horas de oscuridad o la noche requieren de una instalación con baterías.

De hecho, la decisión de poner o no poner baterías es una decisión básica con un impacto muy relevante en precio, pero que es lo que permite realmente la desconexión de la red.

Baterías sí

¿Cuándo te interesa poner baterías?

  • Si te importa la sostenibilidad más que el precio y realmente quieres producir toda la energía que consumes
  • Si quieres independizarte de la red eléctrica y de las ataduras al sistema de producción capitalista, lo que se llama estar off the grid
  • Si por algún motivo no puedes cambiar tu patrón de consumo y una parte importante tiene lugar por la noche
  • Si vives en algún lugar inaccesible sin posibilidad de acometida eléctrica

 
El problema de las baterías es el precio: a día de hoy son muy caras y aumentan desproporcionadamente los plazos de amortización. La ventaja es que permiten independizar el consumo de energía de la producción, es decir, pueden almacenar la energía generada durante el día para su consumo durante la noche o durante días con baja producción (es decir, días nublados: las nubes reducen la producción considerablemente).

Son imprescindibles en caso de viviendas sin acometida eléctrica, a menos que estés dispuesto a no tener suministro eléctrico cuando llueva, o por la noche. Esto no tiene sentido en una vivienda media, donde generalmente se necesita tener una nevera permanentemente enchufada (aunque tengo que decir que he visto modelos de butano).

Baterías no

¿Cuándo no te interesa poner baterías?

  • Si te preocupa la rentabilidad y plazo de amortización de la inversión, al menos mientras no baje el precio
  • Si tienes apoyo de la red eléctrica
  • Si no te importa modificar tu patrón de consumo para maximizarlo en las horas de luz

 
En particular, nosotros no tenemos baterías en nuestra instalación, por los motivos de arriba. Nos interesa un plazo de amortización corto y una buena eficiencia económica. Tenemos acometida eléctrica y aunque somos protohippies aún no hemos partido las peras con la sociedad, por lo que no nos preocupa estár enganchados a la red. Y hemos adaptado en la medida de lo posible nuestro patrón de consumo al día (es decir, lavadoras y lavavajillas en horas de sol).

Qué tener en cuenta de cara a mantener una instalación de este tipo

Una vez aclarados los puntos clave (si vamos a tener baterías, apoyo de la red eléctrica y un lugar bien orientado para instalar los paneles), toca la parte complicada: elegir el número de paneles a instalar.

Las empresas de instalación solar ayudan con esto, pero en nuestra experiencia, es una decisión principalmente económica que tiene que tomar el dueño de la instalación, no el instalador. Hay que tener en cuenta todas las características de la factura eléctrica, como os contaremos en el siguiente artículo, y entender, de nuevo, cuál es nuestro patrón de consumo y cómo podemos adaptarlo. Hay que identificar los picos de consumo (calefacción eléctrica, aire acondicionado) y decidir si se quiere tener una instalación que cubra los picos, a riesgo de tenerla infrautilizada fuera de las horas punta, o si es mejor tener una instalación básica y cubrir los picos con apoyo de la red.

Para tomar esta decisión también es clave conocer si la red eléctrica permite compensación (se convierte de facto en una gran batería), o si no compensa (o incluso si cobra por el vertido del exceso de energía de vuelta a la red). Estos temas económicos prácticos los trataremos en detalle en la próxima entrega de la serie.

El dichoso inversor

Ya os dije que volveríamos a hablar de él. La presencia del inversor es importante, principalmente por dos motivos:

  • El inversor consume. Sí, sí, lo que os digo: durante la noche, cuando no hay producción solar, el inversor, que a fin de cuentas es un aparato eléctrico, tiene un consumo variable pero significativo en función del número de paneles (por ejemplo, para seis paneles unos 100 W). Hay soluciones para este problema que os contaremos a futuro.
  • El inversor determina la capacidad de crecimiento de la instalación solar. Es decir, si tienes espacio y a futuro prevés que pueda aumentar tu consumo, puedes planificar aumentar el número de paneles para aumentar tu producción. Eso sí, el inversor debe permitirlo, por lo que es importante instalar un inversor que pueda escalarse en número de paneles solares (por ejemplo, permitiendo encadenar otros inversores)

 
Y tú, ¿tienes o te planteas tener una instalación de generación fotovoltaica? ¿qué te parece más complicado o te echa para atrás? ¡Cuéntanoslo en los comentarios!

2 comments
  1. Gracias por estos interesantísimos aportes.
    En mi caso, estamos planteándonos seriamente instalar paneles solares tanto para electricidad como para calefacción, vivimos cerca de Barcelona por lo que tenemos bastantes horas de luz prácticamente todo el año.
    Estos artículos nos están siendo muy útiles, por cierto, que hay de la energía eólica, hay opciones para apoyar a los paneles solares con algún molino de viento para instalaciones residenciales?
    En nuestra zona hay bastante viento en invierno (incluso de noche) por lo que me pregunto si lo habéis contemplado.

    Un cordial saludo, y enhorabuena por este post.

    1. Hola NarCus!

      Lo primero: viviendo en España te animamos a poner paneles. En nuestro caso ha sido una decisión muy acertada! Eso sí, no olvides revisar tu factura eléctrica y hacer los cálculos adecuados – hoy mismo hemos publicado un artículo sobre el tema que yo creo que te va a gustar si os estáis planteando hacer la inversión.

      Respecto a lo del apoyo eólico, no lo habíamos pensado (donde vivimos nosotros no suele hacer nada de viento), pero me parece un punto muy interesante. Vamos a investigar un poco y oye, a lo mejor hasta sale otro artículo si encontramos suficiente info! 🙂

      Un abrazo!

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