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sistema Recosun configurado para ACS y autoconsumo (con prioridad autoconsumo)
Desde la aprobación del Real Decreto de Autoconsumo (900/2015) se ha hablado mucho sobre los cargos que establece. No cabe duda que las instalaciones (modalidad tipo 1) de hasta 10 kWp quedan eximidas de algunos cargos y que los protagonistas del sector prevén un buen desarrollo de este segmento del mercado, que en su gran mayoría serán sistemas fotovoltaicos para viviendas. El RD también establece que la energía vertida (excedente) de estas instalaciones a la red de distribución no se recompensa.
Sistema Recosun configurado para ACS y autoconsumo (con prioridad autoconsumo)
En las instalaciones de autoconsumo residenciales se puede aprovechar la totalidad de la producción de los paneles fotovoltaicos. El sistema patentado Recosun ofrece la posibilidad de ser configurado de tres formas distintas. “Tras la aprobación del RD, la configuración más adecuada es la que combina el calentamiento de agua caliente sanitaria (ACS) y autoconsumo (dando prioridad al autoconsumo), y permite aprovechar el 100% de la energía producida por los paneles fotovoltaicos, sin tener que utilizar baterías”, explican desde Recosun.
La electricidad (corriente continua) generada a través de los paneles alimenta directamente las resistencias de corriente continua en el depósito de agua (como muestra la imagen) y, por lo tanto, la efectividad del calentamiento es muy alta. Esta conexión directa se hace a través de un equipo patentado, DC SET.
El DC SET está equipado con una función que permite redirigir de forma automática la corriente continua (CC) procedente de los paneles fotovoltaicos a otro aparato eléctrico. Este funcionamiento está basado en conexión libre de potencial (12V CA).
Si se enciende, por ejemplo, la bomba de calor, la energía se redirige automáticamente al inversor. El inversor empezará generar corriente alterna (CA) para el consumo de la bomba de calor. Si la producción de corriente alterna por el inversor es la misma que el consumo de la bomba de calor, la bomba de calor funciona sin consumir la electricidad de la red de distribución. Cuando la bomba de calor se apaga, el sistema redirige automáticamente la corriente al depósito para calentar el agua. Este proceso se lleva a cabo varias veces al día, y en caso de que la bomba de calor se utilice en verano para enfriar, el sistema funciona de esta manera durante todo el año.
Control total
Es posible también conectar otros aparatos como aire acondicionado, caldera eléctrica, etc. Además se puede conectar en paralero más de un aparato. El funcionamiento del sistema Recosun aprovecha al máximo la producción de energía a partir de los paneles fotovoltaicos y asegura que no se vierta nada de energía a la red pública.
Mediante el botón ON/OFF GRID del controlador DC BOX (parte del DC SET), es posible regular la producción de CA generada por el inversor CC/CA. Si el botón del controlador está en posición OFF, el inversor se enciende y convierte la corriente continua en alterna sólo si algún aparato eléctrico (conectado con el controlador DC BOX a través de contacto libre de potencial) tiene consumo eléctrico (relé, contactor, etc. cierra el circuito).
Si la producción de energía a través de los paneles no cubre el consumo del aparato eléctrico en su totalidad, el resto de la energía necesaria se suministra al aparato eléctrico desde la red pública. Cuando el aparato eléctrico se apaga y el agua en el depósito se calienta, el controlador DC BOX desconecta automáticamente todo el sistema de los paneles FV. Por lo tanto el inversor se apaga, no genera más corriente alterna (CA) y así no se vierte ningún exceso de energía a la red pública.
“Gracias a este sistema patentado y a esta configuración (calentamiento de ACS y autoconsumo, prioridad autoconsumo) el depósito de agua sirve de ‘batería’. El depósito más pequeño es capaz de acumular en forma de agua caliente hasta 6 kWh de energía y el más grande hasta 60 kWh. Ningún exceso de energía se regala a la red de distribución, sino que se almacena en forma de agua caliente”, señala la empresa. “Esta configuración del sistema Recosun resulta hoy la opción más rentable en el mercado de las instalaciones de autoconsumo residencial”.
instalación del primer sistema Fronius Hybrid con batería de Litio
Hace unos días se ponía en marcha en España el primer sistema Fronius Hybrid con batería de Litio. Se trata de lo más avanzado en energía fotovoltaica y todo indica que esto es el futuro del sector. Se ha instalado en Almería, en una vivienda que cuenta, además, con biomasa para calefacción y placas de energía solar térmica para el agua caliente sanitaria. Un conjunto de instalaciones que convierten este hogar en 100% eficiente y renovable.
La vivienda se ha convertido en referencia de sostenibilidad energética gracias a la instalación de todos estos sistemas: módulos solares fotovoltaicos para generación de electricidad con almacenamiento del excedente de energía en innovadoras baterías de litio; una termoestufa para calefacción con biomasa por radiadores en invierno; y placas de energía solar térmica para el agua caliente sanitaria (ACS).
La instalación solar FV está formada por diez módulos fotovoltaicos que suman 2,6 kW, y un inversor de red (Symo Hybrid de Fronius) de 4 kW. El sistema de almacenamiento de la electricidad lo aporta una batería de litio (Fronius Solar Battery de LiFeP04), de alto rendimiento, con una capacidad total de 6 kWh, lo que equivale a unos dos días de autonomía en esta vivienda, de 120 m2, tres dormitorios y en la que viven tres personas. Pasado este periodo de autonomía, la energía se tomará de la red.
Albasolar, que ha suministrado el sistema, lo llevará a la próxima feria de Genera (Madrid, 15-17 de junio), para que lo pueda conocer toda persona interesada. Domingo Zamora, de la Ingeniería Albedo Solar, instaladora del sistema, destaca que “todos estos elementos, además de dotar de un gran confort térmico a la vivienda, la convierten en un ejemplo de sostenibilidad, ahorro energético y respeto con el medio ambiente”.
La instalación solar térmica para ACS incluye un acumulador de 200 litros, mientras que la calefacción mediante termoestufa de biomasa (modelo Bely de Lasian, de 15 kW), proporciona calor directo en el salón de la casa y alimenta con agua caliente los radiadores del resto de las estancias.
Autoconsumo inteligente
La innovación más destacable es el sistema de almacenamiento energético instalado: un conjunto de elementos tecnológicos (Fronius Energy Packcage) que convierten la instalación de producción y almacenamiento de energía eléctrica en una buena opción para desenchufarse de la red.
El sistema está formado por los siguientes elementos:
• Un inversor trifásico, de 4 kW de potencia, que transforma la corriente continua generada en los paneles fotovoltaicos en corriente alterna, apta para el uso doméstico, y gestiona de forma inteligente la producción y el almacenamiento de la energía.
• La batería de ión litio, de 6 kWh de potencia nominal. Tiene una rápida capacidad de carga y permite una profundidad de descarga del 95%. Algo que le permite ofrecer una larga durabilidad.
• Un medidor bidireccional inteligente (Fronius Smart Meter), que funciona como analizador de red optimizando los flujos de energía, monitorizando el sistema y proporcionando al usuario una visión clara de su consumo. La monitorización y el seguimiento se realiza a través del interfaz gráfico Solarweb de Fronius.
más de un millón de hogares tienen instalado un sistema fotovoltaico en EEUU
Según el vicepresidente de Comunicaciones de SEIA, Dan Whitten, en declaraciones a Greentech Media, "nos tomó 40 años llegar a 1 millón de instalaciones, y nos llevará sólo dos años llegar a 2 millones".
Analistas del sector prevén que este año más de 300.000 estadounidenses se decidirán a instalar energía solar en sus casas. Las cifras toman más caudal si se tiene en cuenta que en 2006 sólo alrededor de 30.000 hogares tenían instalaciones de ese tipo: la baja en los costos de los sistemas y su mayor poder de producir electricidad están entre los puntos principales de este desarrollo.
Estados Unidos tiene en total 27 GW de energía solar instalada, mientras que en 2010 era sólo 2 GW, además se ha alcanzado la paridad de red en 20 estados. Este año, se espera que la solar crezca casi un 120%.
Por otro lado, más de 200 mil personas son empleadas actualmente por la industria solar estadounidense.
"¡Tanto si eres un cliente solar, un trabajador solar o un defensor de la energía limpia, la mejor manera de mostrar que eres es uno de los #MillionSolarStrong (el sólido millón solar, en inglés) es tomarse algunas autofotos solares!" Así se explica en la página creada por la SEIA la invitación para celebrar lo que se considera un hito en el autoconsumo del país, y probablemente en el mundo.
Se asegura allí que la "solar está siendo desplegado por las comunidades rurales y urbanas en los 50 estados (del país), desde las iglesias en las comunidades de bajos ingresos a los hogares en los vecindarios de todo el espectro socioeconómico, a las empresas grandes y pequeñas en todas partes. En 2020, la energía solar se cuadruplicará en tamaño a casi 100 GW de capacidad total".
'corta los cables': deja de pagar el recibo y produce la luz en casa
La Fundación Desarrollo Sostenible pone en marcha una iniciativa para que familias y pequeñas empresas se den de baja en el recibo e instalen placas solares para producir su propia luz de forma independiente y legal, sin conexión a la red tradicional. Los costes por instalación oscilan entre los 12.000 y 24.000 euros, amortizables en ocho años.
Una nueva rebelión se cierne sobre las eléctricas. Se trata de 'Corta los cables', una campaña impulsada por la Fundación Desarrollo Sostenible que promueve la insumisión de los ciudadanos ante el yugo del recibo de la luz con la 'independización' de los hogares y pequeñas empresas del sistema eléctrico. El objetivo es convertir a cada familia en un productor de electricidad desde sus casas, oficinas, granjas, talleres…, rompiendo la relación contractual con las compañías eléctricas.
Es un nuevo concepto de autoconsumo, desligado totalmente de la red eléctrica, en el que el cliente genera y acumula con placas solares toda la energía que necesita durante todo el año, sin necesidad de contar con la red tradicional ni pagar el recibo.
"El sistema de autosuficiencia eléctrica permanente (AOSS en sus siglas en inglés) supone un gran avance en la tecnología de autoabastecimiento eléctrico, permitiendo que cualquier vivienda pueda desconectarse de la red eléctrica y tener una red propia que le permita disponer de la energía necesaria en cada momento para su consumo propio. El sistema se compone de diversos dispositivos de generación eléctrica, establecimiento de red interna, inyección directa a la red eléctrica domestica y acumulación. Todo ello equipado con mecanismos automatizados que permiten un confort y un servicio equivalente al de la red eléctrica convencional".
Así de claro y meridiano arranca el manifiesto con el que la Fundación trata de captar adeptos a la nueva causa por toda España. En sólo cinco meses, más de 130.000 personas se han interesado por el proyecto, que al estilo de los movimientos sociales que ahora remueven a muchos españoles de sus sofás se ha ido extendiendo no sólo vía internet, sino también mediante charlas presenciales por diferentes provincias.
El corte de cables que promueven no sólo es simbólico, es también real y legal, sorteando las trabajas que está imponiendo el Gobierno al desarrollo del autoconsumo en hogares y empresas con vertido a la red de energía sobrante. El autoconsumo independiente nace como alternativa al poder del oligopolio eléctrico e intenta traer a las ciudades un fenómeno que comenzó a desarrollarse en entornos rurales hace ya muchos años.
Aquellas casas de campo, granjas, explotaciones agropecuarias y otro tipo de instalaciones que estaban aisladas y no podían conectarse a la red eléctrica tradicional conseguían la electricidad autoproduciéndola con placas solares. No pagaban recibo alguno y todo su electricidad era renovable, sin recibos, sin trabas legales, pero con grandes limitaciones técnicas. Sin embargo, los nuevos sistemas AOSS permiten que "cualquier usuario de electricidad que disponga de una superficie soleada suficiente, aproximadamente de siete metros cuadrados por cada KW de potencia contratada en la actualidad y que tenga un espacio en la vivienda de 4 metros cuadrados para instalar el sistema de acumulación, el de energía auxiliar y los sistemas de inyección y control", pueda ser completamente independiente del sistema.
"Con el Sistema AOSS, tienes la posibilidad de ser el dueño, el propietario de tu energía. Te permite darte de baja de la compañía eléctrica y depender exclusivamente de ti. Sin más recibos a fin de mes, sin amenazas, sin subidas inesperadas, sin miedo a encender la luz. Con la tranquilidad de depender exclusivamente de tu esfuerzo, de tu gestión energética y con el respaldo y la garantía de una empresa acreditada y comprometida mediante contrato con el usuario y con la Fundación Desarrollo Sostenible", señala esta institución en su web. El coste de las instalaciones puede oscilar entre los 12.500 euros para una de 3 kilovatios (genera 6.000 Kw/h anuales) a los casi 24.000 euros de una de 7 kilovatios (genera 12.000 Kw/h anuales), de forma que la inversión podría amortizarse en un periodo de 8 años. Eso sí, todo dependerá de las necesidades y perfiles de cada consumidor, así como de la ubicación e insolación de la vivienda o industria a equipar.
"Los precios hay que adaptarlos en cada instalación a las necesidades energéticas de cada vivienda de forma que no hay dos presupuestos iguales. Dos viviendas que posean consumos anuales similares pueden tener un presupuesto de la instalación muy dispar, hasta el punto que uno sea mucho mayor en uno que el otro. Esto se puede deber, por ejemplo, a que el hábito de la vivienda sea conectar muchos aparatos eléctricos a la misma vez y la otra lo hace repartido a lo largo del día, por lo que la primera necesita una mayor potencia instalada que la segunda", señalan a modo explicativo los promotores de Corta los cables. Lo que es completamente gratis es la materia prima, el sol. La energía fotovoltaica, además, es cien por cien renovable y no contaminante. La autosuficiencia energética es completamente legal y las instalaciones, desde el punto de vista fiscal, se acogen a la normativa actual del pago de IVA de las facturas.
También se requieren las licencias que, en su caso, determinen los ayuntamientos. Si la iniciativa prospera en pueblos y urbanizaciones, se podrían llegar a crear redes AOSS para compartir la energía generada sobrante entre las instalaciones interconectadas. "Esta modalidad permitiría que el sistema auxiliar fuera común a todos los vecinos interconectados y , por lo tanto, más económico. También tendría la ventaja de complementar la disponibilidad de energía, sumando la acumulación disponible", señalan.
¿Y si se vive en un piso de un edificio, es posible instalar un sistema de autoconsumo? Sí se puede, "siempre que el titular de la instalación disponga de la superficie necesaria de captación solar, tanto en cubierta como en fachada sur, y cuente con la autorización necesaria de la comunidad de propietarios. En este caso lo ideal sería que todo el edificio se interconectara o que lo hicieran los vecinos del mismo que deseen poner su instalación", concluyen la plataforma. Ya hay decenas de empresas especializadas en el desarrollo de proyectos solares que han sido acreditadas como "empresas instaladoras" para poder ser contratadas por los interesados.
Enlaces relacionados:
La fotovoltaica va a seguir reduciendo costes
El motor del crecimiento del sector fotovoltaico a escala global ya no es la responsabilidad ambiental (la de ciudadanos o administraciones responsables que saben que la energía solar es limpia y viene a sustituir a los combustibles fósiles, precursores del cambio climático); el motor del éxito de la fotovoltaica es ahora la competitividad. Lo ha dicho José Donoso, el director de la Unión Española Fotovoltaica (UNEF), durante la presentación del «Informe Anual 2015», informe en el que la asociación radiografía el sector.
El sector solar fotovoltaico continúa reduciendo sus costes de fabricación. Entre mayo de 2009 y noviembre de 2014, el precio medio mensual de los paneles monocristalinos vendidos en Europa ha bajado alrededor del 80%, desde los aproximadamente 3,50 euros vatio de 2009 a los aproximadamente 0,80 euros vatio de noviembre del año pasado. Más aún: según UNEF, "la era de las bajadas rápidas de precios para células y módulos fotovoltaicos todavía no ha acabado". La asociación cree que "todos los tipos de módulos tienen todavía un amplio margen de mejora". Esos son algunos de los datos que incluye el «Informe Anual 2015» que hoy ha presentado en Madrid la Unión Española Fotovoltaica (UNEF), un informe que repasa la actualidad del sector a escala mundial y, también, lógicamente, a escala doméstica. Aquí, de momento, repasamos los grandes números de la FV global.
the four essentials of Off Grid Solar
An off-grid solar (photo-voltaic) electric power system is an ideal prep for modern survival in that it can partially or totally relinquish you from dependence upon other systems, which themselves are vulnerable to disruption or breakdown.
Off-grid systems also enable the ability to live away from the mainstream, which opens the door to properties which may be more affordable than others which require connectivity to public utility systems.
Even if living in suburbia, installing an off-grid system side-by-side with the existing electrical system could provide you with a completely separate electrical circuit (separate outlets, etc… however you design it – unless you ‘grid-tie’), and reduce your dependency on the grid as well as provide a back-up means of electrical power during a grid outage or disaster situation.
Although there is much more to know regarding the proper design and construction of an off-grid solar power system, the following basic essential elements should give you a basic summary of the main components involved.
A typical off-grid system and can be split up into four sections, each with their own function and purpose as listed here:
1. Photovoltaic Solar Panels
2. Charge Controller
3. Battery Bank
4. DC to AC Inverter
PV PHOTOVOLTAIC SOLAR PANELS
The PV (PhotoVoltaic) solar panel is where it all begins. A typical solar panel is made up of an array of many small individual solar cells, made of crystalline silicone, each connected together to provide a usable amount of total power. Sunlight (photons) strike the crystalline silicone wafers, which convert that energy into electricity.
Today’s typical residential solar panel may contain enough individual cells to produce about 250 watts (although there are lots of different sizes). The more solar panels, the more power you get. While a number of years ago this panel would have cost $4 per watt, nowadays the panels are commonly priced in the vicinity of $1/watt, more or less.
To calculate the number of solar panels required (which will vary widely depending on one’s needs,) it’s all about the term ‘watts’. A ‘watt’ is a unit of power.
First you need to determine the wattage of an individual appliance or device that you would like to power, and multiply it’s wattage by the number of hours per day that the appliance or device may be ‘on’. The result is a unit of energy which is required to power that device – power multiplied by time. You do this for each device and add them all up to get a total number.
For example you might want enough power to run a refrigerator, maybe a chest freezer, a number of lights, along with enough left-over energy to occasionally run a washing machine, kitchen appliance, radio or TV, and a computer, etc.
Refrigerator
A refrigerator’s internal compressor will cycle on and off throughout the day, and may realistically be ‘running’ about half the time during any given day. If your refrigerator consumes 100 watts when it’s ‘on’, you would calculate the power consumption requirement as follows:
100 watts x 12 hours = 1,200 watts per day, also known as 1.2 kWh, or 1.2 kilowatt hours, which is also the same as consuming 1,200 watts in one hour.
You can determine how many watts that your devices are consuming by temporarily plugging them into one of these, which is what I currently use for testing:
Electricity Usage Monitor
Chest Freezer
(60 watts x 12 hours = 720 watts per day)
Light Bulbs (Energy Efficient CFL)
(14 watts x 6 bulbs x 6 hours = 500 watts per day)
This very simple example of operating a fridge, chest freezer and a half-dozen light bulbs adds up to 2,400 watts of energy consumed in a given day, or 2.4 kWh.
Perhaps we add 600 watts as ‘extra’, which brings us to 3,000 watts of energy, or 3 kWh.
Now you need to discover the worst case scenario regarding the number of hours of ‘good’ direct sunlight that you might get per day in your geographical location.
Lets say the worst case scenario for acquiring sunlight is during the middle of winter, and depending on your geo location – with 4 hours of good sunlight to provide electrical charging capability through your solar panels. This means that during those 4 hours, you will need to come up with 3,000 watts of energy.
3,000 (watts) divided by 4 (hours of good sunlight) equals 750 watts of solar panel power capacity to absorb and convert 4 hours of solar energy into 3 kWh of electricity.
This means that you will need three 250 watt panels.
Well, not exactly – this calculation is based on your panels tracking the sun and angled exactly right – all the time in order to optimize the solar energy conversion. Let’s say you don’t have a ‘tracker’ and your panels are simply installed on the roof at some optimum fixed angle. In this example you may actually need 6 panels to be assured to gather enough energy…
A significant factor in an overall design is to include margin of safety (excess) so that you don’t run short of energy. You need to factor in your location, cloudy days, and other considerations. But this is just a very basic overview, so we’ll skip all that for now…
CHARGE CONTROLLER
The charge controller is the electronic device that is between the solar panel array and the battery bank (the batteries store the energy).
The charge controller provides a proper amount (and technique) of electrical charge to the battery bank.
It is intelligent in that it automatically adjusts depending upon the load on the system, and the state-of-charge of the batteries – versus the amount of available power from the solar panels at any given moment (at least the better ones do this).
A good charge controller will also perform maintenance functions on your batteries to help keep them in optimum condition and to prolong their life. The charge controller is an essential component in the overall system.
BATTERY BANK
The battery bank is unique to the off-grid system (as opposed to a ‘grid-tie’ system which doesn’t use them).
Since you do not consume all of your daily energy requirements during only daylight hours, an off-grid system will store the energy that is collected during daylight into a bank of batteries to be used when the solar panels are no longer in the sunlight.
(With a grid-tie system, and during a grid power outage, you will not have electricity when there’s no sunlight)
The batteries used in solar power systems are manufactured uniquely, and are designed for ‘deep-cycle’ conditions with a rugged and heavy duty internal design.
An additional consideration for the overall solar power system is the number of backup days that you may want to have energy in reserve – during times when the sun is covered by clouds during periods of bad weather.
It is important to have a few days reserve energy, which means having more batteries to store that energy.
These batteries are very heavy; they require specific cabling and inter-connectivity depending on system design; there are special considerations for their placement (environmental temperature, proper exhaust – depending on battery type, and safety).
DC to AC INVERTER
The Inverter is located at the last stage of the solar power system. It’s job is to convert the DC (direct current) energy from your battery bank into AC (alternating current) energy that is used in the typical home.
‘DC’ refers to direct current, and ‘AC’ refers to alternating current. ‘AC’ is what is generated in electrical utility power plants and sent to homes to power appliances, etc.
You will need this inverter unless you have special appliances and lighting to operate on DC power.
Today’s modern inverters can be very efficient, so hardly any power is lost during the conversion process assuming you’ve purchased a quality unit.
There are cheap inverters out there which I caution against for several reasons, including the ability to handle short-term high current loads from motors and compressors starting up (refrigerators and freezers for example). Better inverters provide pure sine wave AC power and will not damage your appliances (or electronics).
by Ken Jorgustin / via ModernSurvivalBlog
como dimensionar una instalación fotovoltaica desconectada de la red
¿Quieres saber como dimensionar una instalación solar aislada para producir electricidad?
Una instalación solar fotovoltaica aislada es aquella que genera electricidad independiente de cualquier otra red, es decir, no funciona en paralelo a ningún otro sistema de distribución de energía eléctrica, aunque puede tener el apoyo de otro grupo generador o, incluso, de la red eléctrica pública para abastecer el servicio cuando no tenemos en nuestra solar aislada la energía suficiente. Este tipo de instalaciones se llaman híbridas o asistidas. Todas las instalaciones aisladas o híbridas tienen, como elemento importante y sin el cual no podrían trabajar.
¿Sabéis como dimensionar este tipo de instalaciones solares para que tengan el funcionamiento deseado? Os daremos unos pocos pasos para poder hacerlo.
1. Cálculo del consumo que se quiere alimentar. Es el paso fundamental, sin él no podríamos realizar un diseño correcto de la instalación. Tenemos que saber cuantos aparatos eléctricos, cuando se van a conectar, con una curva por horas para saber si será de día o de noche. Para estimar la energía diaria que se consume habrá que multiplicar la potencia de los aparatos por las horas de funcionamiento previstas y realizar las sumas de todas ellas:Es decir Cd = ∑(Pi x Ti)
Siendo:
- Cd la energía total consumida en un día,
- Pi la potencia en W de cada aparato y
- Ti el tiempo en horas que estará en funcionamiento
2. Dimensionado de baterías. Sabiendo el consumo que tenemos ya se podrá dimensionar las baterías que necesitamos. Según si el uso es continuado o estacional se necesitará que las baterías tengan una reserva de energía para funcionar sin sol más o menos tiempo. También conviene gestionar la instalación para que las baterías se gasten lo menos posible, consumiendo la mayor parte de energía en las horas en que el sol está irradiando.
Para calcular el dimensionado de baterías necesitaremos primero saber los siguientes datos:
– Cd, el consumo diarío calculado anteriormente.
– Pd, la profundidad de descarga, esto es el porcentaje máximo que puede descargarse la batería sin que su rendimiento mengüe. Se da en porcentaje o fracción y depende de la tecnología de baterías empleada.
– D, días de autonomía, el tiempo que queremos que nuestra instalación pueda funcionar sin sol
– V, voltaje del sistema, lo más usual es que sea 12 V (instalaciones pequeñas), 24 V (instalaciones medianas) o 48 V (instalaciones grandes), pero en instalaciones muy grandes puede haber voltajes de baterías mayores.
– p, Pérdidas de la batería debido a efectos físicos y químicos, se da en fracción o porcentaje.
Para calcular la capacidad de la batería en Ah se deberá hacer la siguiente operación: Ah = (Cd x D)/(Pd x p).
A la hora de seleccionar la batería para nuestra instalación solar aislada habrá que mirar que su capacidad sea mayor que los Ah que nos han salido de este cálculo.
3. Horas de sol de pico (hsp). Se le llama así a la radiación en kWh/día que incidirá sobre los paneles solares. Depende de la inclinación y de la ubicación e influirá en la determinación del ángulo de inclinación de los paneles, si la inclinación es mayor, habrá más horas de sol de pico en invierno y menos en verano y al revés. Podéis comprobar este dato en el portal europeo PVGIS.
4. Cálculo de los paneles. la potencia mínima del campo de paneles deberá ser la suficiente para abastecer durante el día más desfavorable, normalmente un día de diciembre, todo el consumo que tenemos más un porcentaje para cubrir las pérdidas en cableado y equipos y recargar las baterías completamente, dependiendo del consumo que haya, si es más diurno o nocturno, el margen de seguridad variará.
La fórmula a emplear será: Pp = Ms * Cd/hsp
Siendo:
- Ms, el márgen de seguridad, entre 1 y 2.
- Cd, el consumo diario y,
- hsp, las horas de sol de pico para el momento más desfavorable en que se use la instalación.
5. Elección del regulador de carga y del inversor. Sabiendo ya la cantidad de paneles y el tamaño de baterías tendremos que elegir el regulador de carga y el inversor de la instalación.El regulador es el dispositivo que sirve para ajustar la energía producida por los paneles solares para cargar adecuadamente las baterías, dependerá del voltaje de la instalación y del número de series que haya. La intensidad del mismo será la suma de la intensidad de corriente de cada panel por la el número series de paneles en paralelo que habrá.
El inversor es el dispositivo que convierte la electricidad en corriente continua producida por las placas solares y almacenada en las baterías en corriente alterna apta para el consumo habitual de energía en nuestras casas y empresas. Se elegirá el modelo de inversor según la potencia de la instalación receptora, teniendo que ser ésta una suma de las potencias de consumo que se puedan conectar al mismo tiempo. Es equivalente al término de potencia de nuestra factura eléctrica.
Es recomendable que el inversor sea de onda senoidal, y, si la instalación es para un uso diario habitual, que sea un inversor-cargador que tenga la posibilidad de conectar una fuente de energía externa (grupo electrógeno o red eléctrica) que alimente la instalación y cargue las baterías cuando nuestro sistema no tenga la energía suficiente. Ahora existen también los llamados inversores híbridos, que, además de ser in inversor-cargador, incorporan también el regulador de carga, como por ejemplo los de la marca Zigor, Ipar Electrónica, o PowerRouter.
Con esto ya hemos dimensionado de una manera básica el sistema y podemos elegir los componentes principales de una instalación solar aislada a falta de las protecciones eléctricas y el cableado que debe llevar.
'corta los cables', deja de pagar el recibo y produce la luz en casa
Una nueva rebelión se cierne sobre las eléctricas. No hablamos de las andanadas lanzadas por Podemos contra los altos precios de la luz, el oligopolio del sector y su connivencia con los gobiernos de turno, sino de una iniciativa que, si alcanza el éxito, dañará gravemente los ingresos de las compañías.
Se trata de 'Corta los cables', una campaña impulsada por la Fundación Desarrollo Sostenible que promueve la insumisión de los ciudadanos ante el yugo del recibo de la luzcon la 'independización' de los hogares y pequeñas empresas del sistema eléctrico. El objetivo es convertir a cada familia en un productor de electricidad desde sus casas, oficinas, granjas, talleres…, rompiendo la relación contractual con las compañías eléctricas.
Es un nuevo concepto de autoconsumo, desligado totalmente de la red eléctrica, en el que el cliente genera y acumula con placas solares toda la energía que necesita durante todo el año, sin necesidad de contar con la red tradicional ni pagar el recibo.
"El sistema de autosuficiencia eléctrica permanente (AOSS en sus siglas en inglés) supone un gran avance en la tecnología de autoabastecimiento eléctrico, permitiendo que cualquier vivienda pueda desconectarse de la red eléctrica y tener una red propia que le permita disponer de la energía necesaria en cada momento para su consumo propio. El sistema se compone de diversos dispositivos de generación eléctrica, establecimiento de red interna, inyección directa a la red eléctrica domestica y acumulación. Todo ello equipado con mecanismos automatizados que permiten un confort y un servicio equivalente al de la red eléctrica convencional".
Este tipo de autoconsumo sortea las trabas impuestas por el Gobierno, dado que supone una ruptura contractual con la compañía y se produce al margen del sistema eléctrico tradicional
Así de claro y meridiano arranca el manifiesto con el que la Fundación trata de captar adeptos a la nueva causa por toda España.En sólo cinco meses, más de 130.000 personas se han interesado por el proyecto, que al estilo de los movimientos sociales que ahora remueven a muchos españoles de sus sofás se ha ido extendiendo no sólo vía internet, sino también mediante charlas presenciales por diferentes provincias.
El corte de cables que promueven no sólo es simbólico, es también real y legal, sorteando las trabajas que está imponiendo el Gobierno al desarrollo del autoconsumo en hogares y empresas con vertido a la red de energía sobrante. El autoconumo independiente nace como alternativa al poder del oligopolio eléctrico e intenta traer a las ciudades un fenómeno que comenzó a desarrollarse en entornos rurales hace ya muchos años.
Aquellas casas de campo, granjas, explotaciones agropecuarias y otro tipo de instalaciones que estaban aisladas y no podían conectarse a la red eléctrica tradicional conseguían la electricidad autoproduciéndola con placas solares. No pagaban recibo alguno y todo su electricidad era renovable, sin recibos, sin trabas legales, pero con grandes limitaciones técnicas. Sin embargo, los nuevos sistemas AOSS permiten que "cualquier usuario de electricidad que disponga de una superficie soleada suficiente, aproximadamente de siete metros cuadrados por cada KW de potencia contratada en la actualidad y que tenga un espacio en la vivienda de 4 metros cuadrados para instalar el sistema de acumulación, el de energía auxiliar y los sistemas de inyección y control", pueda ser completamente independiente del sistema.
Es completamente legal, técnicamente viable y cien por cien renovable, con costes por instalación amortizables en ocho años, con importantes ahorros sobre el recibo tradicional
"Con el Sistema AOSS, tienes la posibilidad de ser el dueño, el propietario de tu energía. Te permite darte de baja de la compañía eléctrica y depender exclusivamente de ti. Sin más recibos a fin de mes, sin amenazas, sin subidas inesperadas, sin miedo a encender la luz. Con la tranquilidad de depender exclusivamente de tu esfuerzo, de tu gestión energética y con el respaldo y la garantía de una empresa acreditada y comprometida mediante contrato con el usuario y con la Fundación Desarrollo Sostenible", señala esta institución en su web. El coste de las instalaciones puede oscilar entre los 12.500 euros para una de 3 kilovatios (genera 6.000 Kw/h anuales) a los casi 24.000 euros de una de 7 kilovatios (genera 12.000 Kw/h anuales), de forma que la inversión podría amortizarse en un periodo de 8 años. Eso sí, todo dependerá de las necesidades y perfiles de cada consumidor, así como de la ubicación e insolación de la vivienda o industria a equipar.
Antes se hacía en casas de campo y granjas, pero ahora se puede instalar en las viviendas y pequeñas empresas en ciudad si se dispone de espacio suficiente para colocar las placas solares necesarias
"Los precios hay que adaptarlos en cada instalación a las necesidades energéticas de cada vivienda de forma que no hay dos presupuestos iguales. Dos viviendas que posean consumos anuales similares pueden tener un presupuesto de la instalación muy dispar, hasta el punto que uno sea mucho mayor en uno que el otro. Esto se puede deber, por ejemplo, a que el hábito de la vivienda sea conectar muchos aparatos eléctricos a la misma vez y la otra lo hace repartido a lo largo del día, por lo que la primera necesita una mayor potencia instalada que la segunda", señalan a modo explicativo los promotores de Corta los cables. Lo que es completamente gratis es la materia prima, el sol. La energía fotovoltaica, además, es cien por cien renovable y no contaminante. La autosuficiencia energética es completamente legal y las instalaciones, desde el punto de vista fiscal, se acogen a la normativa actual del pago de IVA de las facturas.
También se requieren las licencias que, en su caso, determinen los ayuntamientos. Si la iniciativa prospera en pueblos y urbanizaciones, se podrían llegar a crear redes AOSS para compartir la energía generada sobrante entre las instalaciones interconectadas. "Esta modalidad permitiría que el sistema auxiliar fuera común a todos los vecinos interconectados y , por lo tanto, más económico. También tendría la ventaja de complementar la disponibilidad de energía, sumando la acumulación disponible", señalan.
¿Y si se vive en un piso de un edificio, es posible instalar un sistema de autoconsumo? Sí se puede, "siempre que el titular de la instalación disponga de la superficie necesaria de captación solar, tanto en cubierta como en fachada sur, y cuente con la autorización necesaria de la comunidad de propietarios. En este caso lo ideal sería que todo el edificio se interconectara o que lo hicieran los vecinos del mismo que deseen poner su instalación", concluyen la plataforma. Ya hay decenas de empresas especializadas en el desarrollo de proyectos solares que han sido acreditadas como "empresas instaladoras" para poder ser contratadas por los interesados.
ventajas de la energía solar
Nadie cuestiona que la energía es de vital importancia para un país, ni que la diversificación de fuentes de energía proporciona seguridad e independencia. El problema viene cuando se quiere definir un modelo energético que reúna los requisitos anteriores y que, además, produzca una energía barata. La cuadratura del círculo.
Una de las fuentes de energía eléctrica relativamente nuevas en el mapa energético —que cobra cada vez mayor importancia— es la energía solar, pues es una energía limpia e inagotable. Pero que sea inagotable no basta. El viento puede soplar año tras año de manera inagotable en un determinado valle; pero puede que su intensidad sea insuficiente para mover un molino de viento. El sol puede lucir inagotablemente en la cumbre de cierta montaña inaccesible, lo que hace inviable su posible aprovechamiento, y así podrían ponerse infinidad de ejemplos de cómo el carácter inagotable de los recursos naturales puede no ser suficiente para su aprovechamiento. Demoraremos para un artículo próximo unas cifras que demostrarán, sin duda de ningún tipo, que el sol es una fuente de energía inagotable y más que suficiente, descontando la multitud de lugares donde es inviable su utilización práctica.
Para producir electricidad, el aprovechamiento del recurso solar se realiza mediante dos tecnologías fundamentales, conocidas como energía solar térmica y energía solar fotovoltaica. La primera genera vapor de agua que se dirige hacia una turbina para hacerla girar y, de ahí, obtener energía eléctrica. Ese vapor se obtiene concentrando los rayos del sol mediante unos espejos (helióstatos) sobre una torre por la que se hace circular agua a presión. El segundo procedimiento permite obtener energía eléctrica directamente mediante unos dispositivos denominados células solares. Mientras que la primera puede almacenarse unas pocas horas (no la electricidad directamente, pero sí el vapor de agua), la segunda no, salvo pequeñas cantidades que pueden almacenarse en baterías, de modo que hay que consumirla según se obtiene.
Hay numerosos detractores de esta clase de energía, en especial de la fotovoltaica. A continuación enumeramos las pegas que le ponen a esta última, para analizarlas. Después comentaremos sus ventajas, esas que sus contrarios se encargan de no airear:
“La eficiencia de las células solares es baja. Su tecnología no está suficientemente madura para ser comercial”
Falso, tanto en valores absolutos, como en relación con los procedimientos convencionales de producción de energía eléctrica. Las células solares comerciales de Silicio (el 95% de las que se comercializan hoy en día) tienen eficiencias cuyo valor depende en gran medida del fabricante, pero que están comprendidos en el margen 16-22%. Cuando se agrupan en los paneles solares esos valores se sitúan en el entorno 14-17%, aunque hay fabricantes que comercializan paneles con eficiencias por encima del 21%.
Las células solares que alimentan los satélites artificiales tienen eficiencias aún mayores, próximas al 30%. Esas mismas células, utilizadas en la tierra en los denominados sistemas de concentración, alcanzan eficiencias del 40% y en laboratorio hay prototipos que se sitúan en el 45%, y en un plazo no superior a dos años se espera alcanzar el 50%. Por comparación, las centrales térmicas convencionales alimentadas por gas, carbón o uranio tienen eficiencias del 30-35%. De manera que los valores que se obtienen con las células solares están muy próximos o son incluso superiores a los convencionales. Es más, salvo para situaciones en las que hay una fuerte limitación en el espacio disponible, este no es un parámetro demasiado relevante en la viabilidad económica de una instalación.
“Dado lo impredecible del recurso solar, la energía solar necesita gran cantidad de plantas de apoyo con combustibles fósiles para garantizar el suministro”
Cierto, pero… igual que la eólica o la hidráulica, respecto de las que no se oyen apenas críticas en este aspecto. Y hay que destacar que la máxima producción de energía fotovoltaica coincide con uno de los momentos de máxima demanda, pues esta se produce alrededor del mediodía, coincidiendo con las horas de la comida, cuando la demanda pasa por uno de sus picos.
Además, en una red extensa y bien distribuida, las fluctuaciones en la generación tienden a compensarse. La energía solar y las energías eólica e hidráulica suelen complementarse, ya que cuando luce el sol, generalmente sopla poco viento y llueve poco, y a la inversa, cuando llueve y sopla el viento, suele estar nublado, por lo que siempre, o casi, puede haber una fuente renovable generando electricidad. Desde hace muchos años esto lo han entendido muy bien los diferentes gobiernos de Alemania, que han incentivado con fuerza estas energías.Al día de hoy, en ese país hay instalados 35.000 MW de energía eólica y 36.000 MW de energía solar fotovoltaica. Además, la generación próxima al punto de uso reduce significativamente las pérdidas de distribución, que actualmente debemos compensar a las compañías eléctricas.
“La energía fotovoltaica es demasiado cara”
Cierto, pero… hoy día, empleando el simulador PVWatts y con datos actualizados de precios de instalación podemos calcular un coste de entre 0.12-0.2 €/kWh, aunque dependiente de la localización de la instalación. A efectos comparativos, en la actualidad el precio de la energía eléctrica de origen nuclear es 0.05-0.1 €/kWh. Para situar esos datos, en los últimos meses el precio al que estamos pagando la energía eléctrica que consumimos en nuestros hogares es de 0.12 €/kWh, con ligeras variaciones de un distribuidor a otro.
El precio de los sistemas fotovoltaicos se debe fundamentalmente al proceso de obtención y purificación del material con el que se fabrican la gran mayoría de las células solares, el silicio. El silicio es el elemento más abundante en la superficie de la tierra, ya que cerca del 30% de la corteza terrestre esta formada por compuestos en los que esta presente. Su proceso de purificación es muy costoso en términos energéticos. Además, el proceso de fabricación de las células solares también es costoso. No obstante, los costes han disminuido drásticamente: en 1980 el coste de las células solares era de 25 €/W; en 2000 de 5 €/W y el año pasado 2013, de 0.8 €/W. La demanda del mercado y la economía de escala han favorecido estas bajadas de precio aceleradas, por lo que de seguir la tendencia actual en uno o dos años se habrá alcanzado la “paridad de red”, situación en la que el precio de la energía solar fotovoltaica ya será similar a la de las otras fuentes de energía.
En los últimos años se ha incorporado la energía solar como una fuente más de las que componen el “mix” energético de un país, mediante el incentivo con políticas públicas. Es lo que se hizo en España en 2007-2009, en Italia desde 2010, en Alemania de modo continuado desde comienzos de siglo, etc. Y es lo que se ha hecho siempre y se sigue haciendo con prácticamente todas las fuentes de energía. En un reciente artículo publicado en este mismo medio, uno de nosotros tuvo ocasión de explicar las subvenciones que recibe el carbón…
“La energía solar fotovoltaica no se puede almacenar”
Cierto, aunque en pequeñas instalaciones aisladas de la red es posible efectuar tal almacenamiento en baterías de tamaño moderado. Pero la energía producida en las grandes plantas, hoy por hoy, no es posible almacenarla, debiendo volcarla en la red de distribución en el momento de la generación. No obstante, la energía solar térmica es almacenable por un espacio de 15-20 horas. Sin embargo, esto solo sería problemático si la energía solar fotovoltaica fuera la principal fuente de energía del “mix”, hecho que aún está lejos de producirse.
“La energía fotovoltaica utiliza una gran cantidad de superficie necesaria para otros usos”
Cierto, pero… cualquiera que haya pasado cerca de algún huerto solar, habrá visto la gran cantidad de terreno que se necesita para obtener cantidades apreciables de energía. La central solar de mayor potencia de Europa está situada en Neuhardenberg (Brandemburgo, Alemania). Tiene una potencia nominal de 150 MW (la cuarta parte de la que suministra Garoña) que los obtiene con 600.000 paneles solares, distribuidos a lo largo y ancho de 240 hectáreas, algo así como 240 estadios Santiago Bernabéu puestos juntos. ¿Por qué se necesita esta gran extensión de terreno? Por dos razones fundamentales: la potencia que suministra una célula solar es pequeña, ~2 W, con un tamaño de 250 cm2 y el sol solo luce la mitad del día y no lo hace cuando esta nublado, de manera que si se quiere obtener energía eléctrica en cantidades equiparables a las de las centrales térmicas convencionales, es preciso utilizar miles de paneles solares y por lo tanto, decenas de miles de células solares.
Pero… ¿alguien se ha preguntado qué superficie ocupan los desiertos de la tierra? Quisiéramos recordar que los desiertos están… ¡desiertos! ¿Y las zonas deshabitadas de los países industrializados? La central de Neuhardenberg descrita ocupa el espacio de un aeródromo sin uso, por lo que era un terreno sin utilizar hasta que se instaló allí. Piense el lector en el célebre aeropuerto sin aviones de Castellón…
La energía eléctrica de origen fotovoltaico tiene otros beneficios, que detallamos a continuación:
- No consume combustible, pues obtiene su energía del sol, lo cual significa que, el precio del combustible, la radiación solar, es gratuito e inagotable.
- Al generar energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión, desde el punto de vista medioambiental, significa que es un proceso de generación de energía limpia, lo que evita emisiones de CO2 a la atmósfera.
- Los sistemas fotovoltaicos no producen ningún sonido molesto cuando operan debido a que no poseen partes móviles, por lo que no ocasionan ningún tipo de contaminación sonora.
- La instalación de los sistemas fotovoltaicos es relativamente simple, rápida y sólo requiere de herramientas y equipos de instalación básicos. Además, tienen una vida útil larga (más de 20 años), su mantenimiento es sencillo y con costes muy bajos, y, además, generan empleo en el entorno donde se instalan.
- Permite mayor independencia energética, aspecto muy importante para un país como España, que importa el 75% de la energía primaria que necesita para hacer funcionar las industrias, los automóviles, las cocinas, las lavadoras…
Para finalizar, quisiéramos aportar otros datos que completan los anteriores y permitirán al lector hacerse una composición de lugar bastante precisa:
En 2013, con una potencia instalada en el mundo –solo ese año– superior a 33.000 MW, los tres primeros fabricantes han sido todos chinos: Yingli, Trina Solar y JA Solar, que copan el 25% del mercado mundial. Entre los diez primeros solo hay dos que no sean asiáticos (la canadiense Canadian Solar y First Solar, de los EE.UU.). Se tienen sospechas de que en los últimos años los fabricantes chinos han practicado “dumping”, proceso de venta por debajo de costes, incentivado por su propio gobierno para entrar de forma decisiva en la gran parte de los mercados mundiales.
Los mayoría de los fabricantes europeos o han desaparecido (es el caso de BP Solar), o han sido absorbidos por fabricantes asiáticos (la alemana Q-Cell, adquirida en 2012 por la surcoreana Hanwha), aunque, con grandes dificultades, algunos todavía resisten (Photowatt, francesa; Isofotón, española). Pero la ciencia que hay detrás de las células solares se sigue realizando en países de todo el mundo… y las aportaciones que se realizan a la misma desde países como el nuestro son muy significativas.
sobre la huella ecológica de los paneles solares
The ugly side of solar panels
New research shows, albeit unintentional, that generating electricity with solar panels can also be a very bad idea. In some cases, producing electricity by solar panels releases more greenhouse gases than producing electricity by gas or even coal.
impresora 3D para fabricar paneles solares a bajo coste
Open Source ‘Solar Pocket Factory’ Can 3D Print a Solar Panel Every 15 Seconds
Shawn Frayne and Alex Hornstein, two young inventors based in the Philippines, are taking their passion for clean free energy and developing a way to make it accessible and cheap for everyone. These guys are working restlessly to provide a product that could be used by practically anyone to make homemade solar panels.
The factory is small enough to fit on a desktop and efficient enough to produce 300k to one million panels per year, up to one every 15 seconds. By cutting out much of the labor intensive process, which represents 50% of the total cost, this machine can dramatically reduce the price of solar. Their pocket solar panel producer can change the way the world views electricity. Image credit: YouTube/SciFri
What type of applications can a homemade solar panel have? For starters it can replace the need for outlets in a home for smaller electronics such as phones, computers, lamps, etc. One of the more intriguing applications is the added versatility solar panels can provide. In short, with these panels you can use your electronics anywhere there’s sunshine .
Their initial Kickstarter campaign was quickly fully funded, but they are raising additional funds to redesign the CNC laser cutter with the intentions to open source the technology. Eventually they plan to power the solar panel maker using solar panels. The product is continuously being improved and the technology is open source which makes it free for anyone to copy or improve upon.
Other grass-roots inventors, such as Ma Yehe — who invented a 3D printer to build houses – are beginning to emerge in hopes of improving the world. These are the type of inventors that are going to drive innovation and technology into the new age. Corrupt, politicized and controlled global marketplaces cannot suppress innovation anymore. The future is promising with the budding new wave of inventors with actual intentions to improve mankind with open source technology and ideas. Check out the Solar Pocket Factory website for more info.
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