TIPOS DE INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS

Antes de empezar, queremos recomendarte este fantástico libro con el podrás calcular y diseñar todo tipo de instalaciones fotovoltaicas, así como aprender el funcionamiento de todos los componentes que las forman: Libro Instalaciones Fotovoltaicas

Prmero veamos de forma resumida los 3 tipos de instalaciones fotovoltaicas que existen, para posteriormente ver uno a uno con más detalle:

Las Conectadas a la red eléctrica (on grid): La energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se vuelca a la red eléctrica (en corriente alterna) a través de un inversor.

Inyectan a la red todo lo que producen, vendiendo la energía generada a la compañía eléctrica de la red a la que se conectan.

Las Aisladas de la Red (off grid): La energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se almacena en unas baterías, para posteriormente a través de un inversor suministrarla a las cargas (receptores) en forma de corriente alterna.

Suelen utilizarse para proporcionar suministro eléctrico a los consumos (receptores) que se encuentran en zonas que no están conectadas a la red eléctrica convencional, como en zonas rurales, sistemas de telecomunicaciones, alumbrado público, señalización, pozos, etc.

Las Instalaciones de Autoconsumo: Aunque pertenecen a las conectadas a la red, se estudian a parte porque no tienen nada que ver una con la otra.

Las de autoconsumo son aquellas instalaciones conectadas a la red eléctrica y que además generan energía eléctrica para consumo propio.

Con este tipo de instalaciones, si generamos más energía de la que consumimos (excedentes) tenemos la posibilidad de almacenarla, venderla, que nos compensen en la factura eléctrica o simplemente no utilizarla.

Por otro lado el autoconsumo puede ser:

Autoconsumo Individual o Colectivo

Dentro de cada modalidad de autoconsumo, el autoconsumo podrá clasificarse en individual, si solo existe un consumidor asociado a la instalación o instalaciones de producción, o colectivo, si se trata de varios consumidores asociados a la instalación o instalaciones de producción próximas.


tipos instalaciones fotovoltaicas

Antes de ver cada tipo de instalación fotovoltaicas de forma más ampliada, veamos de forma muy resumida los principales elementos que forman una instalación fotovoltaica

- Paneles o Módulos fotovoltaicos: generan energía eléctrica en corriente continua.

Para saber más visita: Paneles Fotovoltaicos

- Sistema de acumulación (baterías): almacena la energía generada en los módulos.

Para saber más visita: Baterías Fotovoltaica

- Regulador: controla los procesos de carga y descarga de la batería.

Para saber más visita: Regulador de Carga Solar

- inversor: convierte la corriente continua generada en corriente alterna para suministrarla a los consumos (receptores).

Para saber más visita: Inversor Fotovoltaico

Fotovoltaicas Conectadas a la Red

Si solo se hace referencia a las “Conectadas a Red” hablamos de las que se conectan a la red eléctrica con la única misión de vender toda la energía producida, es decir las plantas generadoras fotovoltaicas.

La energía creada por las placas fotovoltaicas en corriente continua se vuelca a la red eléctrica en corriente alterna gracias a un inversor.

Tienen la ventaja de que el periodo de mayor generación coincide con el de mayor demanda de energía, ya que es durante el día cuando se producen los mayores consumos y también cuando más energía genera la instalación.

Los elementos necesarios son:

- Paneles fotovoltaicos.

- Protecciones del lado de continua.

- Inversor.

- Protecciones del lado de alterna

fotovoltaica conectada a red

Su funcionamiento básico sería que el sol incide sobre las placas fotovoltaicas que producen electricidad en forma de corriente continua, el inversor transforma de corriente continua en corriente alterna, esta corriente alterna tiene las mismas características de tensión y frecuencia que la red eléctrica, por ejemplo en España 230V de tensión y 50Hz de frecuencia.

Realmente la tensión del lado de corriente alterna del lado del inversor es ligeramente superior a la tensión de AC de la red, esto es así para que la corriente circule hacia la red y no hacia el inversor.

Recuerda que la corriente eléctrica circula siempre desde el lado de más tensión al de menos.

Los módulos o paneles fotovoltaicos son los mismos que en las instalaciones aisladas, pero los inversores deben tener las siguientes características:

- Disponer de un sistema de medida de energía consumida y generada (contador eléctrico)

- Ser capaz de interrumpir o reanudar el suministro eléctrico en función de la energía generada por los módulos fotovoltaicos.

- Adaptar la energía generada en corriente alterna a las características de la de la red a la que se inyecta.

Antes de enviar la energía generada a la red es necesario contabilizarla mediante un contador eléctrico, para luego saber la cantidad de energía vendida.

Es imprescindible que haya una red de corriente alterna colocada en el lado de alterna del inversor, pueden haber también cargas (autoconsumo), pero siempre tiene que haber una red eléctrica.

Las llamadas centrales fotovoltaica pertenecen a este tipo de instalaciones, pero no son las únicas, ya que pueden ubicarse en edificios, sobre todo en aquellos con espacio disponible en sus cubiertas (tejados).

Otras posibles zonas urbanas donde pueden implantarse son en la fachadas de los edificios y en los aparcamientos al aire libre, aprovechando la buena facilidad de integración que tienen los módulos fotovoltaicos.

hoy en día el precio que se cobra por la energía  generada puede ser por dos caminos:

- La venta, directamente, en el mercado diario de electricidad.

- La comercialización mediante un contrato PPA (Power Purchase Agreement), esto es un acuerdo de compraventa directo entre los usuarios que reciben la electricidad y los proveedores.

Un PPA (Power Purchase Agreement) es un acuerdo de compraventa de energía limpia a largo plazo desde un activo concreto y a un precio prefijado entre un desarrollador renovable y un consumidor, por lo general, empresas que necesitan grandes cantidades de electricidad o entre un desarrollador y un comercializador que revenderá la energía.

La firma de un PPA podría entenderse como la venta de un proyecto y sus atributos medioambientales (Garantías de Origen): es un compromiso que permite al desarrollador renovable tomar una decisión de inversión bajo criterios de rentabilidad vs. riesgo y/o conseguir la financiación necesaria para ejecutar el proyecto.

Fotovoltaicas Aisladas de la Red

Como ya vimos, en este caso la energía creada por las placas fotovoltaicas (en corriente continua) se almacena en unas baterías, para posteriormente a través de un inversor suministrarla a las cargas (consumos) en forma de corriente alterna.

Hay algunas instalaciones aisladas que no llevan baterías, se llaman aisladas con sistema de conexión directo, es decir solo proporcionan la energía generada en ese momento.

Algún ejemplo de este tipo son los cargadores de móviles públicos, las señales alimentadas por placas fotovoltaicas, etc.

fotovoltaicas aisladas consumo directo

Las que llevan baterías son las aisladas con acumulación.

Los elementos necesarios en las instalaciones aisladas son:

- Paneles fotovoltaicos.

- Protecciones del lado de continua.

- Cargador.

- Baterías.

- Inversor/Cargador.

- Generador (opcional).

- Protecciones del lado de alterna.

fotovoltaica aislada con acumulación


Su funcionamiento básico es el siguiente, el sol incide sobre las placas fotovoltaicas que producen electricidad en forma de corriente continua, el cargador regula y controla la circulación de corriente continua desde los paneles hacia las baterías para su almacenamiento.

El inversor convierte la corriente continua de las baterías en corriente alterna con unas características concretas de tensión y frecuencia (normalmente 230v - 50hz) para alimentar las cargas.

En el lado de alterna de este tipo de inversor no puede haber conectada una red eléctrica, solo cargas aisladas.

También pueden alimentar receptores de corriente continua desde el inversor o cargador.

Las baterías son fundamentales en este tipo de instalaciones, ya que se utilizan para almacenar la energía generada por el día para poder utilizarla durante la noche o cuando la potencia consumida es superior a la que generamos en los módulos en ese momento.

También se permite conectar en el lado del inversor grupos electrógenos, generadores diesel o eólicos para suministrar la energía adicional que las cargas solicitan cuando las baterías no pueden aportarla.

Además estos mecanismos de ayuda se pueden utilizar para cargar las baterías por el lado del inversor.

Cuando llevan este tipo ayuda se llaman "Instalaciones Fotovoltaicas Híbridas".

fotovoltaica hibrida

Las principales aplicaciones de las instalaciones fotovoltaicas aisladas son:

- Electrificación de viviendas en zonas rurales aisladas

- Señales viarias, Rótulos, etc.

- Alumbrado Público

- Bombeo de Agua

- Sistemas y Torres de Telecomunicaciones

- Satélites Espaciales para alimentar sus equipos.

- Juguetes

- Parquímetros

- Cargadores de Móviles Públicos, etc.

Y muchas más.

Aquí tienes un ejemplo de la instalación fotovoltaica aislada para una vivienda:

fotovoltaica aislada

Fotovoltaicas de Autoconsumo

Recordamos que son aquellas instalaciones conectadas a la red eléctrica y que generan energía eléctrica para consumo propio.

Con este tipo de instalaciones, si generamos más energía de la que consumimos (excedentes) tenemos la posibilidad de almacenarla, venderla, de que nos compensen en la factura eléctrica o simplemente no inyectarla a la red eléctrica y no hacer nada con ella.

Para acogerse a cualquier modalidad de autoconsumo es necesario que el consumidor o consumidores asociados dispongan de un contrato de suministro de electricidad.

Podrán instalarse elementos de almacenamiento asociados a las instalaciones de producción en todas las modalidades de autoconsumo, por ejemplo, con almacenamiento de energía por baterías.

Tenemos 2 tipos de Autoconsumo, Con y Sin Excedentes:

Autoconsumo SIN excedentes

Instalaciones de autoconsumo conectadas a la red de distribución o transporte que disponen de un sistema antivertido tal que impida la inyección de energía eléctrica excedentaria a la red de transporte o de distribución.

Con esta modalidad,  el beneficio o ahorro generado será el que obtengamos por consumir la mayor cantidad posible de energía de la instalación fotovoltaica y no de la red eléctrica.

Autoconsumo CON excedentes

Instalaciones que, además de suministrar energía eléctrica para autoconsumo, pueden inyectar energía excedentaria en las redes de transporte y distribución.

A este grupo pertenecen las instalaciones de producción próximas y asociadas a las de consumo (tanto en red interior como las que utilicen la red de distribución o transporte).

Dentro de este grupo las instalaciones CON excedentes pueden ser a su vez de 2 tipos diferentes:

Autoconsumo CON excedentes ACOGIDA A COMPENSACIÓN

Instalaciones de autoconsumo con excedentes, en los que productor y consumidor optan por acogerse al sistema de compensación de excedentes.

El consumidor utiliza la energía procedente de la instalación de autoconsumo cuando la necesita, pudiendo comprar energía de la red en los momentos en que esta energía no sea suficiente para satisfacer su consumo eléctrico.

Cuando no se consuma la totalidad de la energía procedente de la instalación Fotovoltaica de autoconsumo ésta puede inyectarse a la red y, en cada periodo de facturación, la factura emitida por la comercializadora compensará la energía excedentaria vertida a la red valorada al precio medio del mercado horario menos el coste de los desvíos (para consumidores PVPC) o al precio acordado con la comercializadora.

En ningún caso el resultado podrá ser negativo.

Cualquier instalación fotovoltaica que quiera acogerse a la modalidad de “Con excedentes acogida a compensación”, es necesario que cumplan TODAS las condiciones siguientes:

i. La fuente de energía primaria debe ser de origen renovable.

ii. La potencia total de las instalaciones de producción asociadas no será superior a 100 kW.

iii. En su caso, el consumidor haya suscrito un único contrato de suministro para el consumo asociado y para los consumos auxiliares con una empresa comercializadora.

iv. El consumidor y productor asociado hayan suscrito un contrato de compensación de excedentes de autoconsumo definido en el artículo 14 del Real Decreto 244/2019.

v. La instalación de producción no esté sujeta a la percepción de un régimen retributivo adicional o específico.

Esta modalidad es las más utilizadas hoy en día en las viviendas particulares, ya que permiten reducir mucho la factura de la luz.

Hoy en día la mayoría de las instalaciones en las viviendas son de este tipo, ya que permiten reducir bastante la factura de la luz.

¿Cómo se Cobran los Exedentes?

Los excedentes de autoconsumo se calculan al final de cada periodo de facturación, cuando se lleva a cabo la lectura del contador eléctrico bidireccional.

Nota: en el 2023 el precio medio del kWh vertido a red en España varía en torno a los 0,10 €/kWh.

De esta forma, se descuentan los excedentes energéticos del importe de la energía consumida de la red.

Se pueden dar 2 casos:

1. El consumidor tiene contratado el suministro con una comercializadora de referencia = mercado regulado y que popularmente es conocida por tarifa de la luz «por horas»:

La energía comprada de la red será valorada al precio del PVPC (Precio Voluntario para el Pequeño Consumidor).

El precio del excedente energético cambia cada hora y cada día y ofrece 24 precios €/kWh diarios.

La energía inyectada será valorada al precio medio horario menos el coste de los desvíos (CDSVh) definidos en el RD 216/2014. Se determina según la oferta y la demanda del mercado.

Para poder acogerte a ella debes tener contrato con una Comercializadora de Referencia* y que tu potencia no supere los 10 kW.

2. El consumidor tiene contratado el suministro con una comercializadora libre = mercado libre

Puedes encontrar distintos tipos de tarifa según la comercializadora con la que contrates.

Algunas ofrecen un precio fijo del kWh, otras por tramos horarios de forma similar al PVPC («indexadas»), etc.

La mayor diferencia respecto al mercado regulado es que puedes contratar la potencia que estimes oportuno sin la limitación de 10 kW, y además, puedes firmar un precio por el kWh de antemano.

El excedente devuelto a la red será valorado al precio acordado entre la comercializadora y el consumidor.

El precio de excedentes de autoconsumo en el mercado libre y suele estar en torno a los 0,10 €/kWh.

Una nueva modalidad que se está poniendo de moda es la llamada "con batería virtual".

Por ejemplo, la tarifa con batería virtual te permite compensar en la factura del período, los excedentes que generes a un precio fijo, por ejemplo de 0,10€.

El importe que supere el límite de compensación, es decir que no puede ser valor negativo,  ahora no lo pierdes gracias a la batería virtual.

Este importe no compensado por los excesos de excedentes se te acumulará en forma de saldo en la batería virtual, y se te devolverá en forma de descuento en las siguientes facturas.

Autoconsumo CON excedentes NO ACOGIDA A COMPENSACIÓN

En esta modalidad no habrá una compensación en forma de descuento en la factura de la luz, sino que la energía que no se haya consumido se venderá a la comercializadora al precio actualizado del mercado eléctrico.

Esta última modalidad, que puede parecer más rentable, no está diseñada para instalaciones de viviendas, ya que no se generan suficientes excedentes para que la venta de esa energía sea rentable.

Suele contratarse en instalaciones con potencias superiores a 100Kw y suponen en muchos casos un gran beneficio para aquellas industrias con consumos elevados de electricidad y cubiertas con superficies grandes.

En ellas, la instalación de paneles fotovoltaicos con una capacidad superior a 100 kW permitirá vender los excedentes al acogerse a esta modalidad y, de este modo, facilitar el retorno a la inversión.



fotovoltaica autoconsumo


Aqui te dejamos un esquema:

tipos de fotovoltaicas


Por último, si quieres aprender todos los componentes de una instalación fotovoltaica, su cálculo y diseño te recomendamos el siguiente fantástico libro: Libro Instalaciones Fotovoltaicas

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