La instalación solar fotovoltaica aislada es la mejor alternativa para tener electricidad en tu casa rural, tu granja o cualquier otro lugar donde no llega la red eléctrica.
A continuación, te contamos en qué consisten este tipo de sistemas de placas solares. También, qué factores debes tener en cuenta para producir tu energía y ser completamente autosuficiente.
¿Qué es una Instalación Solar Aislada?
La instalación solar aislada es un sistema fotovoltaico diseñado para proporcionar energía a hogares, negocios y otras instalaciones sin conexión a la red eléctrica.
Esta solución sostenible y rentable es perfecta para aquellos que buscan independencia energética y reducir sus costes de electricidad.
Diferencias entre instalaciones de autoconsumo con conexión y los sistemas fotovoltaicos aislados.
Principales diferencias entre conectar nuestra instalación de energía solar a la red eléctrica o funcionar de forma totalmente autónoma.
Conexión a la red eléctrica.
- Las instalaciones de autoconsumo con conexión a la red están conectadas al suministro eléctrico público, Pueden obtener energía de la red cuando la producción solar es insuficiente.
- Los sistemas fotovoltaicos aislados no están conectados a la red eléctrica. Dependen únicamente de la energía generada por los paneles solares y almacenada en las baterías.
Almacenamiento de energía.
- En las instalaciones de autoconsumo con conexión, generalmente no es necesario el uso de baterías, ya que la red eléctrica actúa como un respaldo.
- En los sistemas fotovoltaicos aislados, las baterías son esenciales para almacenar la energía excedente y garantizar un suministro constante de electricidad cuando la producción solar es baja.
Excedentes de energía.
- En las instalaciones de autoconsumo con conexión a la red, los excedentes de energía pueden ser inyectados a la red eléctrica, y en algunos casos, recibir compensaciones económicas por la energía vertida.
- Los sistemas fotovoltaicos aislados no pueden inyectar excedentes de energía en la red eléctrica, lo que puede resultar en una pérdida de energía si no se almacena adecuadamente.
Ubicación y accesibilidad.
- Las instalaciones de autoconsumo con conexión a la red son más comunes en áreas urbanas y suburbanas donde existe acceso a la red eléctrica.
- Los sistemas fotovoltaicos aislados son ideales para zonas rurales o remotas donde el acceso a la red eléctrica es limitado o inexistente.
Coste y complejidad.
- Las instalaciones de autoconsumo con conexión a la red suelen tener un costo inicial más bajo, ya que no requieren baterías ni sistemas de respaldo adicionales.
- Los sistemas fotovoltaicos aislados pueden tener un costo inicial más alto debido a la necesidad de baterías y, en algunos casos, sistemas de respaldo.
Presupuesto para la instalación de placas solares
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¿Cómo funcionan los sistemas desconectados de la red?
Vamos a ver las distintas fases de un sistema fotovoltaico aislado.
Generación de energía.
Los paneles solares, también llamados módulos fotovoltaicos, captan la luz solar y la convierten en energía eléctrica de corriente continua (CC) mediante el efecto fotovoltaico.
Regulación de carga.
La energía eléctrica generada por los paneles solares es enviada a un regulador de carga, que controla la corriente y el voltaje que se dirige hacia las baterías solares. El regulador evita que las baterías se sobrecarguen o se descarguen por completo, protegiendo así su vida útil y optimizando su rendimiento.
Almacenamiento de energía.
Las baterías almacenan la energía eléctrica generada por los paneles solares en forma de corriente continua (CC). Esto permite que el sistema solar aislado proporcione energía durante la noche o en días nublados o lluviosos cuando la producción solar es baja.
Conversión de energía.
La energía almacenada en las baterías en forma de corriente continua (CC) debe convertirse en corriente alterna (CA) antes de ser utilizada en la mayoría de los electrodomésticos y dispositivos. Esto se logra mediante un inversor solar. Convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) compatible con los dispositivos que se encuentran en el hogar o negocio.
Distribución de energía.
La energía eléctrica de corriente alterna (CA) es distribuida a través del sistema eléctrico de la propiedad para alimentar electrodomésticos, iluminación y otros dispositivos.
Monitorización y mantenimiento.
Es importante monitorizar el rendimiento del sistema solar desconectado de la red y realizar el mantenimiento regular de los componentes, como la limpieza de los paneles solares y la revisión de las conexiones y baterías.
¿Cuáles son los principales usos de los sistemas fotovoltaicos aislados?
Si bien lo solemos asociar con las viviendas en lugares remotos del campo, lo cierto es que los sistemas aislados tienen muchos usos. Su autosuficiencia lo hace muy versatil y adecuado para distintos escenarios.
- Viviendas rurales y remotas: Los sistemas aislados son una excelente solución para proporcionar energía eléctrica en viviendas ubicadas en áreas rurales o remotas. Aquí, el acceso a la red eléctrica o el coste de conexión es muy alto.
- Cabañas y casas de vacaciones: Ideales para cabañas y casas de vacaciones que se utilizan ocasionalmente o en temporadas específicas y no requieren una conexión permanente a la red eléctrica.
- Bombeo de agua y riego: Los sistemas fotovoltaicos aislados pueden utilizarse para suministrar energía a bombas de agua solares, lo que permite llevar agua a áreas sin acceso a la red eléctrica para uso doméstico, agrícola o ganadero.
- Electrificación de comunidades aisladas: En comunidades rurales o en países en desarrollo con acceso limitado a la red eléctrica. Proporcionan energía a escuelas, centros de salud y otros servicios comunitarios.
- Telecomunicaciones y señalización: Los sistemas fotovoltaicos aislados se utilizan para alimentar repetidores de telecomunicaciones, torres de telefonía móvil, sistemas de comunicación por radio y señalización de tráfico en áreas remotas.
- Alumbrado público: Farolas y sistemas de iluminación pública en áreas rurales, parques y senderos. Proporcionan iluminación nocturna, sin depender de la red eléctrica.
- Sistemas de vigilancia y seguridad: Estas instalaciones suministran energía a cámaras de seguridad, sistemas de monitorización y alarmas en ubicaciones remotas o de difícil acceso.
- Estaciones meteorológicas y de monitoreo ambiental: También, a estaciones meteorológicas y de control ambiental. Normalmente ubicadas en áreas remotas donde el acceso a la red eléctrica es limitado o inexistente.
- Refugios de emergencia y aplicaciones humanitarias: En situaciones de emergencia o desastres naturales, proporcionar energía temporal a refugios, hospitales de campaña y centros de distribución de ayuda.
- Embarcaciones y vehículos recreativos: En embarcaciones, autocaravanas y otros vehículos recreativos, lo que permite una mayor autonomía y comodidad durante los viajes. Existen en el mercado kits solares perfectamente adaptados, con todo lo necesario para que se puedan mover de un sitio a otro comodamente.
- Industria: los sistemas de autoconsumo industrial son una gran alternativa para aquellas industrias que realizan sus actividades lejos de las zonas habitadas.
¿Sabías que… a raíz de la derogación del denominado «impuesto al sol«, el número de instalaciones fotovoltaicas en España se ha disparado?
10 pasos para dimensionar el sistema fotovoltaico aislado.
Si estamos dispuestos a desconectarnos de la red eléctrica tradicional (o no llegar a conectarnos) y queremos ser autosuficientes, es importante dimensionar nuestra instalación de forma adecuada. En caso de estar sobredimensionada, estaremos pagando por unos recursos que no vamos a aprovechar y que alargarán el periodo de amortización de la instalación. Por el contrario, si nos quedamos cortos, es posible que no obtengamos el suministro necesario para cubrir nuestra demanda energética.
01 – Estimar la demanda de energía.
Lo primero que debes hacer es calcular la cantidad de energía que necesitas diariamente. Haz una lista de todos los dispositivos eléctricos, electrodomésticos y sistemas de iluminación que utilizarás en la propiedad. Suma sus consumos de energía (en vatios-hora o kWh) para obtener la demanda total de energía diaria.
02 – Considerar la autonomía del sistema
La autonomía es el número de días que el sistema puede suministrar energía sin recibir carga solar. Cuanto mayor sea la autonomía, mayor será la capacidad de almacenamiento requerida. Decide cuántos días de autonomía deseas para tu sistema, teniendo en cuenta las condiciones climáticas y el uso esperado.
03 – Calcular la capacidad de almacenamiento de la batería
Multiplica la demanda total de energía diaria por la autonomía deseada. Divide el resultado por la profundidad de descarga (DoD) de las baterías (generalmente entre 0.5 y 0.8) para obtener la capacidad de almacenamiento requerida en vatios-hora (Wh) o kilovatios-hora (kWh). Así, sabrás que baterías solares necesitas.
04 – Seleccionar el tipo de batería.
Elige el tipo de batería más adecuado para tu sistema, como baterías de plomo-ácido, de gel, AGM o de iones de litio. Considera factores como la vida útil, la eficiencia, el costo y el mantenimiento al tomar esta decisión.
05 – Determinar la capacidad de generación solar.
Considera la cantidad promedio de horas solares pico (HSP) en tu ubicación y la demanda total de energía diaria. Divide la demanda total de energía diaria por las horas solares pico para obtener la capacidad requerida del sistema fotovoltaico en vatios pico (Wp).
06 – Seleccionar los paneles solares.
Elige paneles solares con la capacidad adecuada y la eficiencia que se ajuste a tus necesidades y espacio disponible. Ten en cuenta factores como el costo, la garantía y la calidad del fabricante.
07 – Elegir el regulador de carga.
Configurar regulador de carga solar con la capacidad adecuada para manejar la corriente máxima generada por los paneles solares y proteger las baterías de sobrecargas o descargas excesivas.
08 – Seleccionar el inversor.
Elige un inversor que pueda convertir la energía de corriente continua (CC) almacenada en las baterías en corriente alterna (CA) compatible con tus dispositivos eléctricos. Asegúrate de que el inversor tenga la capacidad suficiente para manejar la demanda de energía máxima simultánea.
09 – Considerar las pérdidas del sistema.
Ten en cuenta las posibles pérdidas de energía en el sistema debido a la eficiencia de los componentes, la temperatura y la resistencia de los cables. Ajusta el tamaño de los componentes según sea necesario para compensar estas pérdidas.
10 – Tener en cuenta la ubicación de la instalación.
Conocer dónde se va a realizar la instalación fotovoltaica nos permitirá conocer el número de horas solar pico (HSP) que tendrá el lugar al año. Es útil para calcular la orientación e inclinación necesaria de tus paneles solares.
El HSP (horas solar pico) es un mecanismo para medir la energía solar que recibe tu provincia. Se calcula dividiendo la irradiación del lugar (W/m2) entre mil.
¿Es posible ampliar mi instalación fotovoltaica aislada si mi demanda de energía crece en el futuro?
Sí, es posible ampliar una instalación de paneles solares aislados si tus necesidades energéticas aumentan. Sin embargo, hay varios factores clave que debes tener en cuenta antes de hacerlo:
Espacio disponible.
Asegúrate de tener suficiente espacio en la ubicación actual para instalar paneles solares adicionales, ya sea en el techo o en el suelo. Si no hay suficiente espacio, es posible que no puedas ampliar el sistema significativamente. Utiliza las estructuras solares adecuadas para fijar los nuevos ocmponentes.
Regulador de carga.
El regulador de carga debe ser capaz de manejar la corriente adicional generada por los paneles solares adicionales. Si la capacidad del regulador de carga existente no es suficiente, es posible que debas reemplazarlo por uno con mayor capacidad o agregar otro regulador de carga adicional.
Capacidad del inversor.
Si utilizas un inversor para convertir la energía de CC a CA, asegúrate de que el inversor tenga la capacidad suficiente para manejar la potencia adicional de los paneles solares adicionales. Si no, es posible que debas actualizar el inversor existente o agregar un inversor adicional.
Almacenamiento de la batería.
Al aumentar la producción de energía con más placas solares, también debes evaluar si la capacidad de almacenamiento actual de las baterías es suficiente para manejar la energía adicional generada. Si no, es posible que debas agregar más baterías o reemplazar las existentes con baterías de mayor capacidad.
Compatibilidad de los paneles.
Al agregar paneles solares adicionales, es importante asegurarse de que sean compatibles con los paneles existentes en términos de voltaje, corriente y tecnología. Esto es para garantizar un funcionamiento óptimo y eficiente del sistema ampliado.
Diseño del sistema
La ampliación de un sistema fotovoltaico aislado puede requerir la revisión del diseño del sistema. Así como realizar nuevos cálculos para garantizar que los componentes adicionales se integren correctamente. También, para comprobar que se han dimensionado adecuadamente en función de las nuevas necesidades energéticas.
Es posible ampliar una instalación de paneles solares aislados si tus necesidades energéticas aumentan. Sin embargo, debes considerar cuidadosamente varios factores. Es probable que debas actualizar o agregar componentes adicionales al sistema. Conmsulta con nuestros especialistas su necesitas obtener asesoramiento y ayuda en la planificación y ejecución de la ampliación de la instalación.
Principales ventajas y desventajas de las instalaciones aisladas.
Ventajas
- Independencia energética: Los sistemas solares aislados proporcionan autonomía en la generación de energía, liberándote de la dependencia de las compañías eléctricas y las fluctuaciones en los precios de la electricidad.
- Ahorro en costes: Al generar tu propia electricidad, puedes reducir o incluso eliminar tus facturas de energía, lo que resulta en ahorros a largo plazo.
- Sostenibilidad: La energía solar es una fuente de energía renovable y limpia que no emite gases de efecto invernadero ni contribuye al cambio climático.
- Flexibilidad: Los sistemas solares aislados son adaptables y escalables, lo que te permite agregar más paneles solares o baterías según tus necesidades energéticas cambien.
- Accesibilidad en zonas remotas: Los sistemas solares aislados son ideales para zonas rurales o remotas donde el acceso a la red eléctrica es limitado o inexistente.
- Menor impacto ambiental: La instalación de un sistema solar aislado no requiere tendidos eléctricos extensos ni infraestructura adicional, lo que reduce su impacto en el entorno natural.
- Mayor seguridad energética: Al no depender de la red eléctrica, los sistemas solares aislados son menos vulnerables a cortes de energía y problemas de suministro.
- Incentivos y subvenciones: En muchos países, existen incentivos gubernamentales y subvenciones para fomentar la instalación de sistemas solares aislados, lo que puede ayudar a reducir el costo inicial de inversión.
- Vida útil prolongada: Los componentes de un sistema solar aislado, como los paneles solares, tienen una vida útil prolongada, lo que minimiza los costes de reemplazo y mantenimiento.
- Estabilidad de precios: Al generar tu propia energía, te proteges de las fluctuaciones en los precios de la electricidad y aseguras un suministro de energía a un costo estable.
Desventajas
- Costo inicial alto: La inversión inicial para un sistema solar aislado puede ser considerable, especialmente si se incluyen baterías de alta calidad y un inversor.
- Variabilidad de la producción de energía: La producción de energía solar depende de la cantidad de luz solar, lo que puede variar según la ubicación, la estación y las condiciones meteorológicas.
- Necesidad de almacenamiento de energía: Para garantizar un suministro constante de energía, los sistemas solares aislados requieren baterías para almacenar la energía excedente, lo que puede aumentar el costo y el mantenimiento del sistema.
- Espacio requerido: Los sistemas solares aislados pueden requerir una gran cantidad de espacio para la instalación de paneles solares y baterías, lo que puede ser un problema en áreas urbanas o con espacio limitado.
- Mantenimiento: Aunque el mantenimiento de un sistema solar aislado es generalmente bajo, las baterías y otros componentes pueden requerir atención y reemplazo periódico.
- Pérdida de excedentes de energía: En caso de que se genere más energía de la que se puede almacenar o consumir, los excedentes de energía no se pueden inyectar a la red eléctrica, lo que puede resultar en una pérdida de energía potencialmente aprovechable.
- Menor eficiencia en días nublados o lluviosos: La producción de energía en sistemas solares aislados puede verse afectada durante días nublados o lluviosos, lo que puede requerir un sistema de respaldo o una mayor capacidad de almacenamiento.
- Inversión en sistemas de respaldo: En algunos casos, puede ser necesario contar con un generador o sistema de respaldo para garantizar el suministro de energía en momentos de baja producción solar.
- Conocimientos técnicos: La instalación, operación y mantenimiento de un sistema solar aislado pueden requerir conocimientos técnicos y experiencia en energía solar, lo que puede ser un desafío para algunos propietarios.
- Retorno de la inversión a largo plazo: A pesar de los ahorros en costes de electricidad, el retorno de la inversión inicial en un sistema solar aislado puede llevar varios años, lo que puede no ser atractivo para aquellos que buscan resultados inmediatos.
¿Qué sucede si hay varios días con baja producción porque está nublado?
Si tu instalación de paneles solares aislados deja de funcionar o te enfrentas a varios días nublados, debes comprobar lo siguiente:
Verifica el sistema.
En primer lugar, revisa todos los componentes del sistema, incluyendo paneles solares, regulador de carga, inversor y baterías, para asegurarte de que todo esté funcionando correctamente. Verifica las conexiones eléctricas, el estado de los fusibles y los disyuntores para identificar posibles problemas.
Monitoriza la producción de energía.
Lleva un registro de la producción de energía mediante la monitorización de tu sistema solar. Así, podrás detectar si hay una disminución significativa en la generación de energía debido a condiciones climáticas adversas, como días nublados prolongados.
Administra el consumo de energía.
Durante períodos de baja producción de energía, es importante gestionar el consumo de energía en el hogar o el lugar donde esté instalado el sistema. Apaga o desconecta los dispositivos y electrodomésticos que no sean esenciales. Utiliza la energía de manera eficiente para conservar la energía almacenada en las baterías.
Utiliza un generador de respaldo.
Si tu sistema fotovoltaico aislado no puede proporcionar suficiente energía durante períodos de baja producción solar, puedes considerar la posibilidad de utilizar un generador de respaldo, ya sea de gasolina, diésel o gas, para suministrar energía adicional y cargar las baterías. Asegúrate de usar el generador de manera eficiente y de acuerdo con las normativas locales.
Amplia la capacidad de almacenamiento de la batería.
Si enfrentas problemas recurrentes debido a días nublados o insuficiente producción de energía solar, podrías considerar aumentar la capacidad de almacenamiento de las baterías. Esto permitirá almacenar más energía durante los períodos de alta producción solar para su uso durante los períodos de baja producción.
Considera una fuente de energía alternativa
En áreas donde la energía solar es menos confiable o insuficiente, puedes explorar la posibilidad de integrar una fuente de energía alternativa, como la eólica o la hidroeléctrica, para complementar la energía solar y aumentar la autonomía del sistema.
Normativa de las instalaciones fotovoltaicas aisladas
La normativa para las instalaciones fotovoltaicas aisladas en España es menos estricta que para las instalaciones conectadas a la red, ya que no inyectan energía en la red eléctrica pública.
Sin embargo, aún deben cumplir con ciertos requisitos técnicos, de seguridad y medioambientales. A continuación, se mencionan algunas regulaciones y normas aplicables:
Real Decreto 244/2019.
Este Real Decreto regula las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica en España. Aunque se centra principalmente en las instalaciones de autoconsumo conectadas a la red, establece ciertos requisitos y condiciones aplicables a las instalaciones fotovoltaicas aisladas.
Normativa medioambiental.
Las instalaciones fotovoltaicas aisladas también deben cumplir con la legislación medioambiental aplicable, como la Ley 21/2013 de Evaluación Ambiental. Esto puede incluir la obtención de permisos y autorizaciones medioambientales, así como la realización de estudios de impacto ambiental en caso de instalaciones de gran tamaño o en áreas sensibles.
Código Técnico de la Edificación (CTE).
El CTE establece los requisitos mínimos de calidad, seguridad y habitabilidad de los edificios. Aunque no regula específicamente las instalaciones fotovoltaicas aisladas, las instalaciones deben cumplir con los requisitos generales del CTE en cuanto a seguridad, ahorro de energía y protección del medio ambiente.
Licencias y permisos locales.
Aunque las instalaciones fotovoltaicas aisladas no requieren autorización administrativa del Estado o de las comunidades autónomas, pueden estar sujetas a licencias y permisos locales. Como por ejemplo, licencias de obras o de actividad. Consulta con el ayuntamiento local para obtener información sobre los requisitos aplicables en tu área.
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT).
El REBT establece los requisitos técnicos y de seguridad para las instalaciones eléctricas en España. Las instalaciones fotovoltaicas aisladas deben cumplir con las disposiciones del REBT, incluyendo las Instrucciones Técnicas Complementarias (ITCs) relacionadas con las instalaciones eléctricas generadoras, las baterías y los sistemas de protección.
Gestión de residuos y reciclaje.
Las instalaciones fotovoltaicas aisladas deben cumplir con las normas aplicables sobre la gestión de residuos y el reciclaje de componentes, como paneles solares y baterías al final de su vida útil.
Kits solares para instalaciones aisladas
Los kits solares para instalaciones aisladas son paquetes preconfigurados que incluyen todos los componentes necesarios para implementar un sistema fotovoltaico aislado. Estos kits están diseñados para simplificar el proceso de selección y adquisición de los componentes. Son ideales para aquellos que buscan una solución fácil y rápida para sus necesidades energéticas en lugares sin acceso a la red eléctrica.
En los kits solares, las baterías desempeñan un papel crucial. Almacenan la energía generada por los paneles solares para su uso posterior. Hay varios tipos de baterías que se pueden utilizar en los kits solares. Cada una con sus propias ventajas y desventajas. A continuación, se presentan los tipos más comunes de baterías utilizadas en kits solares:
Baterías de plomo-ácido inundadas.
Son las baterías más tradicionales y económicas disponibles en el mercado. Tienen una larga vida útil y son fáciles de reciclar. Sin embargo, requieren un mantenimiento regular, como revisar y rellenar el nivel de electrolito, y deben instalarse en un lugar bien ventilado debido a la emisión de gases durante la carga.
Plomo-ácido selladas (AGM y Gel).
Las baterías de plomo-ácido selladas (Absorbent Glass Mat – AGM y Gel) son similares a las inundadas, pero no requieren mantenimiento, ya que el electrolito está contenido dentro de la batería. Son más seguras y menos propensas a derrames y emisiones de gases. Las baterías AGM tienen una mayor tasa de descarga y una vida útil más corta en comparación con las de Gel. Ofrecen una mayor resistencia a las temperaturas extremas y una mayor durabilidad.
Iones de litio.
Estas baterías son más ligeras, compactas y tienen una mayor densidad de energía en comparación con las baterías de plomo-ácido. También tienen una vida útil más larga y un menor impacto ambiental. Sin embargo, las baterías de iones de litio suelen ser más caras. Además, requieren sistemas de gestión de baterías (BMS) específicos para garantizar su funcionamiento y seguridad óptimos.
Níquel-cadmio (NiCd) y níquel-hierro (NiFe).
Aunque son menos comunes en los kits solares, las baterías de NiCd y NiFe tienen una larga vida útil y una alta tolerancia a las condiciones extremas de temperatura y descarga profunda. Son más caras, voluminosas y menos eficientes energéticamente en comparación con otras opciones.
Al elegir una batería para un kit solar, debes tener en cuenta distintos factores como: la capacidad de almacenamiento requerida, la vida útil, el costo, el mantenimiento y el impacto ambiental. También, es fundamental dimensionar adecuadamente el sistema para garantizar que las baterías puedan satisfacer las necesidades energéticas y proporcionar la autonomía deseada.