Energia solar fotovoltaica

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Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es la producida por la energía del sol y que se convierte en electricidad a través de las placas fotovoltaicas. El elemento central de estos sistemas son las células fotovoltaicas, integradas en módulos y a su vez en paneles que captan la radiación del sol transformándola en corriente eléctrica continua mediante el efecto fotoeléctrico. Por medio de unos inversores, esta corriente continua se transforma en corriente alterna. La energía eléctrica producida pasa por un transformador que adapta su intensidad y tensión para su uso en los centros de consumo.

La energía solar fotovoltaica tiene diferentes usos, aunque, gracias a la derogación del denominado “impuesto al sol” y la nueva Ley de autoconsumo energético aprobado en 2019, se incentiva su uso en instalaciones domésticas:

  • Se eliminan las tasas por generar energía fotovoltaica.

  • Incluye la compensación por excedentes, es decir, si se genera más energía que la que se consume, puede ser vertida a la red y las comercializadoras eléctricas descuentan esa energía de la factura.

  • Se aprueba el autoconsumo compartido, una opción muy interesante para comunidades de vecinos que pueden generar su propia electricidad.

  • Se permite alquilar tejados para que terceros generen la electricidad y compartir los beneficios.

Componentes de un sistema fotovoltaico

Una instalación fotovoltaica necesita varios elementos básicos: paneles fotovoltaicos, baterías o acumuladores,  inversores solares, regulador de carga y estructuras y soportes.

Paneles fotovoltaicos o placas fotovoltaicas. Son los que generan la energía eléctrica a partir de la luz solar que reciben.  Los tres factores a tener en cuenta en un panel fotovoltaico son la potencia, la eficiencia de los paneles y la garantía de rendimiento a largo plazo.

Hay diferentes tecnologías para hacer placas fotovoltaicas. Las más habituales son las de silicio cristalino, ya sea mono o policristalino. La diferencia entre ambos se encuentra en el número de cristales y cómo están colocados sobre la placa. Los paneles fotovoltaicos policristalinos son más económicos pero los paneles fotovoltaicos monocristalinos tienen mayor eficiencia y rendimiento, por lo que se considera una mejor opción para instalaciones residenciales que tienen en muchos casos, un espacio limitado para su instalación.

Existen también los denominados paneles amorfos, o conocidos también como paneles de capa fina, cada vez con menos presencia, debido a su menor eficiencia por la baja calidad del silicio empleado.

Baterías o acumuladores.  Almacenan la energía eléctrica producida por los paneles fotovoltaicos para poder disponer de ella en el momento que se necesite.

Tipos de baterías solares:

  • A pesar de que, hoy en día son una opción cara, las baterías de ion-litio, son la apuesta de futuro para las instalaciones solares.

  • Baterías de litio: Se caracterizan por ser compactas, ligeras  y cargan rápidamente. Su principal desventaja es el coste, aunque cada día son más competitivas.

  • Baterías estacionarias: Tienen una larga vida útil y están indicadas para instalaciones con altos y continuos consumos. Tienen una buena relación calidad precio.

  • Baterías AGM: indicadas para pequeñas instalaciones y sin necesidad de mantenimiento. Son muy versátiles y ofrecen una larga vida útil.

Inversores. Son los encargados de transformar la corriente continua que procede de los paneles fotovoltaica o  del acumulador en corriente alterna a 230V 50Hz y  gestiona la energía eléctrica en función de la demanda y la producción.

Existen diferentes tipos de inversores solares para autoconsumo: inversores en cadena o inversores string y  microinversores.

  • Inversores en cadena. Los paneles solares se conectan en serie entre sí y se agrupan en ramales. Cada ramal se conecta a un único inversor solar, que es el encargado de convertir la corriente continua en corriente alterna.  Un inversor string capta tanta electricidad como el panel menos eficiente del ramal, por lo que se pude ver afectado sin hay sombras en alguno de ellos. Por eso son una buena elección para instalar en tejados sin ninguna sombra y una única dirección.

  • Microinversores. Se tienen que instalar en cada placa solar de forma individual. Cada uno de ellos es un convertidor independiente que transforma la corriente continua en alterna en el momento sin tener que llevar la energía a un centro de inversión como ocurre con los string. Trabaja de forma independiente al resto de los módulos por lo que permiten la monitorización individual de cada panel, reduciendo el impacto negativo de las sombras.

Regulador de carga. Se usa en instalaciones autónomas o aisladas en las que haya que cargar directamente las baterías. Es el encargado de controlar el estado de carga de las baterías y de regular la intensidad de la carga para conseguir alargar la vida útil de las baterías. Este equipo controla la entrada de corriente que proviene del panel solar para evitar que haya sobrecargas y también que las baterías se descarguen más de la cuenta.

Estructuras y soportes para paneles fotovoltaicos

Las estructuras para soportar los paneles solares son uno de los elementos fundamentales de una instalación solar pues dotan a los paneles solares de la inclinación y orientación que necesitan para aprovechar al máximo la radiación solar. Vendrán determinados por el tipo de cubierta al que se van a anclar. Las más habituales son:

Estructuras para placas solares instaladas en cubiertas inclinadas. Su montaje es rápido y son las más económicas. En nuestro país, la mayor parte de las cubiertas de la viviendas son de teja por lo que la forma más habitual de anclaje es que denominado “varilla roscada”, que se perfora hasta la base de la cubierta para que queden fijas. Sobre ellas se sujeta la estructura a la cubierta. Finalmente se colocan los paneles fotovoltaicos que se fijan con grapas especiales.

En el caso de que el tejado sea de material más frágil, se emplean “ganchos”. Levantando las tejas, se atornillas directamente en la cubierta y se tapa de nuevo con la tejas. En el lado saliente de esta estructura se apoyarán y fijarán los paneles fotovoltaicos.

En el caso de cubiertas de chapa, se utiliza la estructura “rosca-chapa”, enroscándola en la parte más elevada de la chapa y fijando sobre ella los paneles fotovoltaicos.

Estructuras para cubiertas planas. Las superficies planas permiten la instalación de estructuras regulables que permiten colocar los paneles en función del grado de inclinación que sea necesario, independientemente del lugar de instalación y de la época del año en la que se utilice.

Kit solar fotovoltaico

Los kits solares engloban todos los componentes que se deben instalar en un sistema fotovoltaico. Vienen preparados para montar y garantizan la compatibilidad de todos los elementos.

Existen diferentes tipos de kit solar según su uso: para viviendas aisladas; para viviendas conectadas a red, para caravanas, para bombeo directo o riego solar, para depuradora de una piscina, etc.

Existen también kits de estructuras y fijaciones que destacan por su funcionalidad y rapidez de instalación. Se trata de kits pensados tanto para fijar en tejados como en cubiertas metálicas.