Componentes de una instalación fotovoltaica

¿Qué componentes necesitas para empezar a usar energía solar?

Una instalación fotovoltaica de autoconsumo es algo más que unas  placas solares  en el tejado de tu casa Contiene pocos componentes pero de alta sofisticación técnica, como son los propios paneles fotovoltaicos, los inversores solares, baterías o el sistema de monitorización; y otros un poco más sencillos como los soportes, optimizadores, el contador bidireccional y el resto de pequeños componentes (cableado, sistemas de protección y fijación, etc.).

Hacer una buena selección de los elementos en cuanto a calidad, rendimiento, garantía y precio es clave para realizar una buena instalación. En este artículo te explicamos en qué consiste cada uno de estos componentes del sistema fotovoltaico y cuál es su función en la instalación.

Paneles fotovoltaicos

Los paneles fotovoltaicos, también denominados módulos o placas fotovoltaicas, son los encargados de generar energía eléctrica a partir de la luz incidente sobre los mismos gracias al denominado efecto fotovoltaico.

La potencia de un panel solar no es el único factor a tener en cuenta, también se debe considerar su eficiencia y garantía de rendimiento a largo plazo. Por ello un módulo de menor potencia puede llegar a ofrecer mejores prestaciones que otro de mayor potencia si estos dos parámetros son superiores, ya que puede generar más energía en menos superficie y su producción se verá menos afectada por el paso de los años.

Otros factores externos al panel que afectarán a su generación de energía, son la radiación solar (que depende a su vez de la situación geográfica), la orientación e inclinación de la cubierta y las posibles sombras proyectadas por elementos como chimeneas o castilletes por ejemplo.

La cuestión, frecuentemente planteada, sobre la rentabilidad de este tipo de instalaciones en el norte de España, puede aclararse teniendo en cuenta que en Alemania la radiación solar media anual es de 3 [kWh/m2] y en Asturias la cifra alcanza los 4 [kWh/m2]. Sin embargo, en Alemania hay unos 46.000 [MW] de potencia instalada de autoconsumo fotovoltaico, siendo uno de los países pioneros en energías renovables en Europa.

Inversor solar

Es el encargado de adaptar la corriente continua que se genera en los paneles solares, o que se almacena en la batería, según la configuración del sistema, a corriente alterna, que es la que usan los equipos eléctricos de la vivienda o negocio.

Los inversores también almacenan información sobre la producción fotovoltaica, consumo de red y estado general de la instalación, siendo los responsables de que se pueda monitorear toda esta información. Por eso es un componente tan importante.

Existen diferentes tipos de inversores solares y distintas maneras de instalación los mismos, desde microinversores a inversores en cadena o módulos inteligentes que unen inversor y optimizadores. La elección de uno u otro depende mucho de las características de la cubierta y el tipo de consumo que se va a hacer, por lo que es imprescindible contar con profesionales cualificados y de confianza que puedan asesorarte.

Optimizadores

Los optimizadores de potencia son componentes situados entre el conjunto de módulos fotovoltaicos y el inversor, cuyo objetivo es mejorar el rendimiento de la instalación haciendo operar cada módulo en su punto de máxima potencia.

Cuando un panel de una rama o string de módulos (conjunto de paneles conectados en serie) tiene un rendimiento inferior a los demás, ya sea por defectos de fábrica, sombras u otras circunstancias, el resto de módulos operarán a la misma potencia que dicho panel, reduciendo drásticamente el rendimiento global de la instalación.

Una de las maneras más sencillas de evitar este problema es mediante la instalación de optimizadores, a los cuales se conecta cada panel (o par de paneles en instalaciones de gran tamaño), logrando que cada uno opere independientemente del resto.

Otro modo de sortear este inconveniente es mediante la utilización de microinversores, una opción más cara pero a su vez más flexible, permitiendo ampliar sin limitaciones el número de paneles de la instalación.

Ambas soluciones, además, permiten una mejor monitorización de los paneles, facilitando la detección de averías. Normalmente, estos componentes se acoplan a la parte posterior del panel. Cabe aclarar que su uso es opcional a no ser que el inversor exija su utilización, como es el caso de SolarEdge.

Estructura soporte

Este componente es el encargado de fijar los paneles al terreno o tejado, existen dos tipos:

1. Coplanares: se utilizan cuando se desea colocar el panel pegado a la cubierta, es la solución más atractiva desde el punto de vista estético, también permiten aprovechar mejor el espacio disponible en la cubierta.

1. Estructura triangular: corrigen la inclinación y orientación del panel optimizando la producción eléctrica, su uso es imprescindible en cubiertas planas, pueden ser fijadas mediante tornillería o lastres. Su precio es ligeramente superior al de las estructuras coplanares y ocupan más espacio debido a que obligan a dejar espacio entre filas de paneles con el fin de evitar que se den sombra entre ellos.

Batería

En instalaciones de autoconsumo desconectadas de la Red Eléctrica, es la encargada de almacenar la producción fotovoltaica para su posterior uso. Cabe destacar que el uso de baterías inteligentes encarece la instalación en gran medida y retrasa el periodo de recuperación de la inversión a unos 10 años. Sin embargo, estos sistemas aportan importantes ventajas, como permitir la continuidad del suministro eléctrico en todo momento y una mayor libertad, ya que no tendrás que estar conectado a la red general y podrás aprovechar al máximo tu producción fotovoltaica, pudiendo ahorrar en tu factura de la luz.

También hay instalaciones fotovoltaicas conectadas a la Red Eléctrica que usan baterías para mejorar la eficiencia de su instalación o porque su consumo es principalmente nocturno. Para los usuarios de coche eléctrico se hace imprescindible si quieren cargar el coche durante la noche.

También existen marcas que integran inversor y batería en un único pack, los cuales, además, incluyen otras funciones adicionales como la capacidad de predecir la producción y consumos del día siguiente. Por ejemplo, cargándose por la noche desde la red eléctrica, cuando la energía está más barata, si predice que al día siguiente no se podrá cargar con energía solar debido a que el día estará muy nublado. Esto se traduce en ahorros adicionales que los sistemas convencionales no ofrecen.

Contador bidireccional

Todos los inmuebles tienen un contador general (actualmente casi todos son bidireccionales) que mide el consumo eléctrico, es decir, la corriente que entra de la Red Eléctrica para ser gastada.

En el caso de que la instalación permanezca conectada a la red, que es lo más habitual, se necesita un contador bidireccional, que permita registrar tanto lo que entra como lo que sale, ya que, además de gastar, también puedes verter el excedente de tu producción fotovoltaica a la red general.

Estos excedentes serán compensados por tu comercializadora energética a precio de mercado, que suele estar en torno a 0,05-0,06 [€/kWh] aproximadamente. La compensación está limitada según la potencia contratada y no podrá aportar beneficios, sólo permitirá reducir hasta cero el importe por energía consumida.

Sistema de monitorización

Es la aplicación o portal web en la cual se da de alta el inversor y donde éste vuelca sus datos cada pocos minutos, permitiendo al usuario monitorizar a través de su PC, móvil o tablet la producción fotovoltaica, el consumo de la vivienda y el estado de la instalación.

Equipos de protección

Son necesarios para proteger los equipos y al propio usuario de la vivienda frente a diversas incidencias, los más habituales son los fusibles (cortocircuitos), el magnetotérmico (sobrecargas + cortocircuitos), el interruptor diferencial (derivaciones) y el varistor (sobretensiones).

Todos estos dispositivos suelen integrarse en un cuadro eléctrico situado junto al propio inversor. La puesta a tierra también puede englobarse en esta sección, la cual protege frente a contactos no deseados entre conductores y carcasas.

Hasta aquí nuestro repaso por los principales componentes de una instalación solar fotovoltaica. Si quieres saber más, no dudes en seguir los enlaces que hemos incluido en cada sección o visita nuestra web.