Instalación fotovoltaica conectada a red

Las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red eléctrica son una más de las fuentes de generación de electricidad que alimentan la red eléctrica. En este caso los paneles solares se conectan a la red eléctrica a través de la salida de los inversores solares, lo que les permite funcionar en paralelo con la red.

El autoconsumo fotovoltaico conectado a red:

Paneles solares para energía solar

Una de las formas más habituales de encontrar una instalación fotovoltaica conectada a red, es mediante su uso para autoconsuno fotovoltaico. Tanto es así, que el número de viviendas con energía solar conectadas a la red eléctrica local ha aumentado considerablemente en los últimos años.

Estos sistemas fotovoltaicos conectados a la red constan de paneles solares que generan una parte, si no toda, la energía que necesitan durante el día, mientras permanecen conectados a la red eléctrica local por la noche o cuando no hay horas de sol suficientes.

Es decir, cuando una vivienda utiliza una instalación fotovoltaica conectada a la red eléctrica, esta funciona en paralelo con dicha red. Cuando los paneles solares no generan suficiente energía para cubrir la demanda de la casa, entonces la vivienda toma la energía faltante de la red eléctrica.

Por otro lado, en las estaciones con más horas de sol, las instalaciones fotovoltaicas pueden producir ocasionalmente más electricidad de la que realmente se necesita o consume. Estos excedentes se puede almacenar en baterías o bien verterla a la red eléctrica y aprovechar el balance neto en la factura de final de mes.

En otras palabras, las casas y edificios (autoconsumo compartido) con un sistema fotovoltaico conectado a la red pueden utilizar la energía solar para una parte o la totalidad de sus demandas energéticas durante el día, pero seguir utilizando la electricidad de la red eléctrica por la noche o en los días nublados y lluviosos. De este modo siempre se dispone de suministro eléctrico, bien sea de la instalación fotovoltaica o bien de la red eléctrica.

Sistema fotovoltaico con conexión a la red simple:

Dado que un panel o conjunto fotovoltaico (muchos paneles fotovoltaicos) sólo pueden producir energía de CC, los sistemas fotovoltaicos conectados a la red siempre tienen una conexión a la red eléctrica pública a través de un inversor solar.

Sistema conectado a la red con baterías:

Una instalación solar fotovoltaica a pequeña escala, con baterías de almacenamiento ,funciona en tándem con la compañía eléctrica local. La batería satisface los picos de demanda a corto plazo sin extraer energía de la red ni incurrir en gastos adicionales. Las baterías de almacenamiento pueden dividirse en dos tipos cuando se utilizan en sistemas fotovoltaicos conectados a la red:

  • almacenamiento a corto plazo durante unas horas o días para cubrir las épocas de mal tiempo.
  • almacenamiento a largo plazo durante muchas semanas para compensar las diferencias estacionales de irradiación solar entre los meses de verano y de invierno.

Incorporar baterías a un sistema conectado a la red requiere más componentes, es más costoso y reduce la eficiencia global del sistema. Sin embargo, disponer de algún tipo de almacenamiento de energía de reserva dentro de su sistema conectado a la red puede ser una gran ventaja para muchos hogares de lugares remotos que pierden habitualmente la energía de la red debido al mal tiempo o que tienen necesidades eléctricas vitales que no pueden interrumpirse.

Sistema fotovoltaico con almacenamiento en batería conectado a la red:

Una instalación fotovoltaica con almacenamiento en batería es esencialmente el mismo que un sistema fotovoltaico conectado a la red con la adición de baterías y un controlador de carga. El controlador de carga de la batería evalúa si la electricidad de los paneles solares se necesita para el uso doméstico, como el funcionamiento de los electrodomésticos de bajo voltaje y la iluminación, o si se utilizará para cargar las baterías de reserva de ciclo profundo para su uso posterior.

La corriente continua que sale del regulador fluye hacia el inversor de CC a CA, que la convierte en electricidad que puede ser utilizada por los equipos domésticos comunes. Cualquier exceso de electricidad que no se consuma o utilice en el hogar puede transmitirse a la red eléctrica de la compañía eléctrica.

Equipos habituales que componen una instalación fotovoltaica conectada a red:

Paneles solares

Los paneles solares son los componentes que aprovechan y transforman la energía producida por el sol en electricidad.

Paneles solares

Un panel solar está compuesto por la agrupación de células fotovoltaicas, que son semiconductores de silicio, que por medio del efecto fotovoltaico, capturan la energía de los rayos del sol para transformarla en electricidad. Cuando se exponen al sol, los paneles solares fotovoltaicos producen energía en forma de de corriente continua, y se suelen clasificar por los vatios que producen.

La potencia de un módulo fotovoltaico puede variar ampliamente desde aproximadamente los 50W hasta los 500W, con una eficiencia media que va desde el 17% hasta el 22% en el mejor de los casos.

Cuando los paneles solares se conectan entre si forman una cadena (o string) o matriz de paneles solares. La potencia total que puede generar esta agrupación de paneles solares se calcula multiplicando el número de paneles por su potencia unitaria.

Las instalaciones más frecuentes para viviendas en España son de 3kW a 5kW, lo que se traduce en unos 10 o 12 paneles solares, en caso de estos tengan una potencia unitaria de 375W con una eficiencia entre el 19-20% por ejemplo.

Inversores

Como decíamos, los paneles solares producen electricidad en corriente continua (CC), y esta necesita ser convertida en corriente alterna (AC) para alimentar los aparatos eléctricos domésticos. Esto se consigue con la ayuda de los inversores, que regulan y adaptan la energía producida por los paneles solares a los niveles necesarios para su uso.

Los inversores son compatibles con las aplicaciones monofásicas que se encuentran en la mayoría de los hogares, y también con las trifásicas (menos frecuentes en hogares y más en empresas).

Los inversores solares conectan el sistema de paneles solares al contador eléctrico existente y de ese modo, la vivienda se puede proveer, al mismo tiempo, de electricidad de la red de distribución nacional y de la instalación o proyecto fotovoltaico.

Existen dos tipos principales de inversores para sistemas de energía solar, los inversores centrales y los microinversores.

Inversores centrales

Inversor CentralLos inversores centrales convierten en corriente continua la electricidad producida por todos los paneles solares conectados entre sí. Es decir, la salida de la cadena de paneles solares se conecta a la entrada del inversor central.

Los inversores centrales se suelen clasificar por potencia, desde 1.5kW hasta grandes inversores de 1MW para grandes proyectos. Para los inversores centrales para viviendas, se instalan en el interior y normalmente anclado en la pared.

El inversor es más eficiente cuando todos los paneles solares que están conectados a él tienen las mismas especificaciones y trabajan en condiciones similares de orientación, inclinación etc, o dicho de otro modo, que están emitiendo la misma cantidad de energía.

Microinversores

microinversor solar enphase iq7aLos microinversores se conectan a cada panel solar de forma individual, lo que permite a los técnicos controlar y analizar los niveles de producción de energía solar de cada módulo.

Esto, en principio, puede suponer un coste algo más elevado para estos componentes, pero también un mayor nivel de acceso a la información y una mayor eficiencia de la instalación.

Otras de las ventajas de los micro inversores, es que, en caso de fallo de uno de ellos, el resto de la instalación funcionará con normalidad, sin pérdida, también, al no disponer de partes móviles en su electrónica, son mucho más robustos, más eficientes y más duraderos. Y además, hay soluciones en el mercado, como el caso de Enphase, cuya garantía es de 25 años, por lo que suponen también mayor tranquilidad para el propietario de la vivienda con esta solución instalada.

Monitorización de la instalación solar

sistema de monitorizacion de energia solar

El sistema de monitorización de una instalación fotovoltaica sirve para verificar el rendimiento y el buen funcionamiento del sistema. El sistema de monitorización mostrará cuánta electricidad se está generando por hora, por día o por año así como avisar de posibles problemas o fallos ocasionales.

Almacenamiento solar

Batería de litio para respaldo de energía solarLas baterías solares pueden instalarse para almacenar energía para poder usarla más tarde o simplemente durante la noche. Básicamente, las baterías de almacenamiento permiten que un sistema fotovoltaico funcione cuando la red eléctrica no está disponible y aprovechar el exceso de producción solar que no se ha utilizado durante el día para consumirla cuando no haya sol.

Aunque no es un sistema de almacenamiento, existe lo que se denomina la facturación neta o balance neto. Esto lo que permite es, en lugar de almacenar la energía en baterías, enviar el exceso de energía a la red para obtener un descuento en la factura eléctrica a final de mes. En cómo si se utilizara la red eléctrica como nuestro sistema de almacenamiento para entendernos. En España y en Europa ya existe esta solución de balance neto.

Sistemas de soporte

Cuando se instalan paneles solares para hogares o empresas se suelen colocar en el tejado o montados sobre el suelo y para ello son necesarias estructuras o soportes.

Su función es doble, por un lado permiten instalar los paneles con la disposición necesaria, y por otro dotan de robustez al grupo de los paneles para que resistan las inclemencias del viento o la nieve según los casos.

 

 

 

José Alfonso Alonso Lorenzo

José Alfonso Alonso Lorenzo

Profesional Fotovoltaico desde 2006.

  • Ingeniero técnico Industrial por la Escuela Politécnica de Ferrol.
  • Experto en Solar Fotovoltaica por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas de Madrid en 2009-2010.
  • Experto Profesional en Energía Fotovoltaica, por la UNED 2010-2011.
  • Gerente y Responsable de Compras en SunFields Europe desde 2010.
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