Autoconsumo de energía eléctrica

Cuando existen grandes superficies en las cubiertas, pueden ser aprovechadas para la instalación paneles fotovoltaicos para autoproducción de energía eléctrica.

Un sistema fotovoltaico conectado a red es aquel que aprovecha la energía del sol para transformarla en energía eléctrica que se utiliza en la propia vivienda o se cede a la red convencional para que pueda ser consumida por cualquier usuario conectado a ella.

La normativa permite en España que cualquier interesado pueda convertirse en productor de electricidad a partir de la energía del sol. El desarrollo sostenible puede verse impulsado desde las iniciativas particulares que, aprovechando la energía del sol, puedan contribuir a la producción de energía de manera más limpia. El consumidor que lo desee, podrá realizar una instalación solar conectada a la red en su vivienda unifamiliar.

Mediante la implementación de esta medida de ahorro y eficiencia energética se consigue que una parte del consumo eléctrico del edificio se genere a partir de energía renovable, por lo que se reducirá el consumo eléctrico suministrado por la empresa eléctrica.

Funcionamiento de un sistema fotovoltaico

Los módulos fotovoltaicos producen corriente continua que se convierte en corriente alterna mediante un inversor cuyas salidas están conectadas a un cuadro de distribución y protección de corriente del sistema fotovoltaico.

El funcionamiento de estos paneles es sencillo, los fotones emitidos por la radiación solar impactan sobre la capa exterior de los paneles atravesándolos y siendo absorbidos por materiales semiconductores tales como el silicio o el arseniuro de galio. Los electrones, partículas subatómicas que forman parte del exterior de los átomos, y que se encuentran en los orbitales de energía, son golpeados por los fotones liberándose de los átomos a los que estaban originalmente confinados. Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir la electricidad.

Las condiciones de funcionamiento de un módulo fotovoltaico dependen de algunas variables externas como la radiación solar y la temperatura de funcionamiento. También influyen la orientación y la inclinación del panel.

La radiación varía según el momento del día y la época del año. Sin embargo, también puede variar considerablemente de un lugar a otro, especialmente en regiones montañosas.

En el Hemisferio Norte, el panel deberá orientarse hacia el sur y la inclinación óptima, si el soporte es fijo, es el ángulo de la latitud en la que se encuentre el panel, para que los rayos del sol incidan lo más perpendicularmente posible sobre la superficie del panel.

La energía producida por los sistemas fotovoltaicos es el resultado de multiplicar su potencia nominal, por el número de horas pico y por el rendimiento del sistema fotovoltaico. La suma total de la energía que produce el Sol durante un día medio en España es del orden de 4 h pico, lo que supone en verano entre 6 h y 8 h dependiendo de la zona y entre 2 h y 4 h durante el invierno según la región.

Componentes de un sistema fotovoltaico

El sistema solar fotovoltaico se compone de un conjunto de dispositivos capaces de captar, almacenar y transformar la energía proveniente del Sol en formas de energía aprovechables.

El sistema consta de los siguientes elementos:

• Generador solar, compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos, que captan la radiación luminosa procedente del Sol y la transforman en corriente continua a baja tensión (12 V ó 24 V).
• Acumulador, que almacena la energía producida por el generador y permite disponer de corriente eléctrica fuera de las horas de luz o días nublados.
• Regulador de carga, cuya misión es evitar sobrecargas o descargas excesivas al acumulador, que le produciría daños irreversibles; asegurar que el sistema trabaje siempre en el punto de máxima eficiencia.
• Inversor, que transforma la corriente continua de 12 V ó 24 V almacenada en el acumulador, en corriente alterna de 230 V.

Ventajas

• Es una energía descentralizada que puede ser captada y utilizada en todo el territorio.
• Una vez instalada tiene un coste de operación energético nulo.
• Mantenimiento y riesgo de avería muy bajo.
• Tipo de instalación fácilmente modulable, con lo que se puede aumentar o reducir la potencia instalada fácilmente según las necesidades.
• Se trata de una tecnología en rápido desarrollo que tiende a reducir el coste y aumentar el rendimiento.

Inconvenientes

• Condicionantes económico-financieros, se necesita hacer una inversión inicial elevada. El período de amortización de la inversión es largo, entre 5 y 12 años, normalmente.
• En algunos casos, la falta de espacio puede ser un inconveniente a la hora de la instalación.
• El aprovechamiento de las células fotovoltaicas está entre un 15 % – 20 % de la energía lumínica que reciben.
• El propietario corre con el cargo del mantenimiento y las averías.

Implantación

Durante los últimos años en el campo de la actividad fotovoltaica, los sistemas de conexión a la red eléctrica constituyen la aplicación que mayor expansión ha experimentado. La extensión a gran escala de este tipo de aplicaciones ha requerido el desarrollo de una ingeniería específica que permite, por un lado optimizar su diseño y funcionamiento y, por otro, evaluar su impacto en el conjunto del sistema eléctrico, siempre cuidando la integración de los sistemas y respetando el entorno arquitectónico y ambiental.

Hay que destacar la gran fiabilidad y larga duración de los sistemas fotovoltaicos. Por otra parte, no requieren apenas mantenimiento y presentan una gran simplicidad y facilidad de instalación. Además, la gran modularidad de estas instalaciones permite abordar proyectos de forma escalonada y adaptarse a las necesidades de cada usuario en función de sus necesidades o recursos económicos. No obstante, antes de decidirse a invertir en una instalación conviene realizar un estudio técnico-económico que optimice la inversión y determine el plazo de recuperación de la misma, para tomar la decisión más adecuada.