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¿Qué son las instalaciones aisladas? Funcionamiento y dimensionamiento

Una instalación aislada de energía fotovoltaica es el sistema que permite producir corriente eléctrica sin estar conectado a la red pública. Estas instalaciones están pensadas para aquellas zonas en las que no existe la posibilidad de conectarse a la red eléctrica o resulta muy costosa la construcción de los proyectos eléctricos para llevar a cabo la operación.


Instalaciones fotovoltaicas aisladas

¿Qué elementos debe tener una instalación fotovoltaica aislada?

 Placas fotovoltaicas: son las responsables de la producción eléctrica. Existen diversos tipos de módulos fotovoltaicos, siendo los monocristalinos y policristalinos los más populares.

 Estructuras de soporte: se trata del elemento que permite colocar las placas solares sobre el tejado y/o otra superficie, así como de darles la inclinación necesaria para maximizar su rendimiento.

 Baterías solares: se trata del dispositivo que almacena la energía eléctrica generada por las placas solares. Este elemento es imprescindible en las instalaciones aisladas ya que estos sistemas se caracterizan por no tener acceso a la red eléctrica. Por tanto, es importante poder recurrir a ellas para abastecer las necesidades energéticas en las horas que no hay luz solar o días lluviosos.

 Regulador de carga: es el componente encargado de controlar y regular la carga de las baterías, para evitar descargas y/o sobredescargas. Su funcionamiento lo podemos comparar como si fuese un “interruptor”, cerrado y conectado en serie entre las placas y los acumuladores para el proceso de carga y abierto cuando la batería está completamente cargada.

 Inversor fotovoltaico de aislada: estos dispositivos son los responsables de convertir la corriente continua en alterna. Se caracterizan por tener que instalar un regulador de carga para que la carga de los acumuladores sea posible.

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¿Cómo funciona una instalación de placas solares aislada?

Autoconsumo fotovoltaico aislado

1. Durante las horas de radiación solar, los módulos fotovoltaicos transforman la energía solar que reciben en energía eléctrica en forma de corriente continua. Este fenómeno se conoce como el efecto fotovoltaico.

2. Posteriormente, la energía eléctrica transformada por los paneles pasa al regulador de carga para que este adapte la tensión a la que se necesita para cargar las baterías solares.

3. Por consiguiente, la energía se almacena en las baterías solares para consumirla directamente si existe necesidad inmediata, o para poder disponer de ella en los momentos que no es posible generar energía (noche y días lluviosos).

Las baterías solares suministran a los dispositivos la electricidad. Esta electricidad es transformada de corriente continua a alterna por el inversor solar.

Ventajas e inconvenientes de los sistemas fotovoltaicos aislados

  • Total independencia de la red eléctrica (eliminas el 100% de la factura y no dependes ni de la distribuidora ni de la comercializadora).
  • Si tus necesidades energéticas aumentan, es posible aumentar la instalación de paneles solares en el futuro.
  • Es fundamental instalar baterías solares y se trata del elemento fotovoltaico más costoso, por lo que la instalación se encarece.
  • Los acumuladores solares tienen menor vida útil que los paneles fotovoltaicos, por lo que es necesario sustituirlos.

¿En qué casos son útiles las instalaciones solares aisladas?

  • Viviendas unifamiliares en zonas rurales (ya sea para uso constante o esporádico) donde no llega la red eléctrica.
  • Para aplicaciones agrícolas y ganado (iluminación de invernaderos, granjas), así como bombeo de riego solar.
  • Para sistemas de depuración de aguas.
  • Señalización y alumbrado público (carreteras, navegación marítima y aérea, paradas de autobuses, etc.).

¿Cuántos paneles solares necesito en mi instalación aislada?

Las instalaciones aisladas deben dimensionarse adecuadamente para calcular el número de placas solares que necesitarás y de este modo, elegir el kit fotovoltaico apropiado. Para ello, tendremos que tener en cuenta los siguientes factores:

 Estimación de los consumos energéticos

En primer lugar, si vamos a dimensionar nuestro sistema fotovoltaico aislado debemos conocer aproximadamente cuál va a ser nuestro consumo para poder diseñar la instalación en función de nuestras necesidades energéticas. Para ello, tendremos que calcular la potencia unitaria de cada dispositivo por el tiempo (h) que va a estar en funcionamiento diariamente.

Consumo diario (Wh/día) = Potencia unitaria de carga (W) * nº horas de funcionamiento (día)

Para realizar una estimación de los consumos totales, es recomendable hacer un listado con todos los dispositivos eléctricos que vayamos a utilizar y anotar su potencia unitaria, la cual viene indicada en los equipos en vatios (W o Watt). Posteriormente, al lado de cada potencia unitaria, indicaremos el número de horas que utilizaremos cada dispositivo. Por tanto, el resultado será la energía que consume cada uno de ellos diariamente (Wh/día).

Ejemplo cálculo del consumo de un dispositivo de 1.100 W (por 2 horas de uso diario)
• Potencia total = 1.100 W * 2h = 2.200 Wh/día

Es necesario calcular la energía consumida por todos los dispositivos eléctricos por dos motivos: saber el número de placas necesarias y asegurar una vida larga útil al acumulador solar que vayamos a instalar.

Ejemplo cálculo consumo energético
Dispositivo nº horas Wh diarios
3 bombillas 50 W 5 h 750 Wh/día
Televisión 80 W 2 h 160 Wh/día
Frigorífico 150 W (al 50%) 24 h 1.800 Wh/día
Microondas 850 W 1 h 850 Wh/día
Consumo total 3.560 Wh/día

 Localización de la instalación

En segundo lugar, es importante el lugar en el que se va a realizar el sistema fotovoltaico aislado para saber las horas sol pico (HSP) que dispondrá la instalación anualmente. Se trata de un mecanismo utilizado para contabilizar la energía solar recibida en tu provincia. Para calcular el HSP debemos conocer los datos de irradiación y dividirlo entre 1000 W/m2.

Por ejemplo, si vamos a realizar una instalación autónoma en Zaragoza que tiene una irradiación de 5.600 Wh/m2, obtendremos 5.6 HSP.

 Cálculo del número de paneles solares necesarios

Una vez que tengamos una estimación sobre nuestros consumos energéticos y el HSP del lugar donde se va a realizar la instalación. Para mostrarlo, vamos a tomar como ejemplo una instalación solar en Zaragoza (5.6 HSP) y los consumos energéticos del punto 1 (3.560 Wh).

Asimismo, hay que tener en cuenta el rendimiento de la instalación. Vamos a suponer que es del 80% y la potencia pico de los paneles solares, es decir, la máxima potencia que pueden generar bajo condiciones estándar (supondremos que tiene una potencia de 150 Wp).

La potencia pico que pueden entregar las placas solares se describe como Wp (vatio-pico).

Con los datos anteriores, aplicamos la siguiente fórmula:

Nº placas solares = Consumo diario (Wh/día) / (Potencia pico panel solar * HSP) * Rendimiento

Nº placas solares = 3.500 / (150 * 5,6) * 0,8 = 3,33

Con este cálculo obtenemos que necesitamos 3,33 paneles solares. Por tanto, con la finalidad de abastecer nuestras necesidades energéticas sin problemas, tendremos que adquirir 4 placas solares.

¿Qué batería elegir para mi instalación solar aislada?

Los acumuladores solares son fundamentales para poder consumir energía cuando hay escasa o ninguna luz solar. Existen diversos tipos de baterías fotovoltaicas, es importante elegir la que se adecua a las características de tu sistema de placas solares ya que se trata de un elemento fotovoltaico costoso y no siempre es sencillo redimensionar la instalación en el futuro.

  • Si vas a utilizar tu instalación esporádicamente (por ejemplo, los fines de semana), recomendamos que optes por las baterías monoblock, son más asequibles pero menos duraderas.
  • Por otra parte, si tu consumo va a ser continuo, una buena opción serán las baterías estacionarias, ya que son más longevas y resisten mejor los ciclos de carga y descarga.

Por otra parte, debemos destacar que existen baterías de plomo y de litio. Las baterías de plomo son las más utilizadas, sin embargo, las de litio cada vez son más populares por todas las prestaciones que ofrecen. Sin embargo, el precio de las baterías de litio es mucho más elevado, por lo que antes de invertir, es conveniente prestar máxima atención y consultar a un especialista si realmente tu proyecto las necesita.

¿Es posible obtener compensación de excedentes sin estar conectado a la red?

No. La compensación económica de excedentes es únicamente válida para aquellas instalaciones conectadas a la red eléctrica y que se hayan acogido al mecanismo de compensación simplificada, tal y como se especifica en el RD 244/2019 de autoconsumo. Los excedentes energéticos que generes se almacenarán en las baterías para tu consumo posterior.

¿Son rentables las instalaciones fotovoltaicas aisladas?

Depende. Instalar un sistema de placas solares aislado es rentable si no existe la posibilidad de conectarte a la red eléctrica, o tienes la posibilidad, pero la construcción de la conexión a la red es muy costosa y te es más beneficioso económicamente la instalación autónoma. Asimismo, existen una serie de factores que influyen en que tu proyecto se amortice antes o después:

  • La zona de tu vivienda o negocio (es más rentable instalar placas solares en Huelva que en Bilbao, por la diferencia de horas solares que hay entre un lugar y otro).

  • La orientación (cuanto más hacia el sur, mejor) e inclinación (35-45º) de tu tejado. No obstante, puedes instalar estructuras para otorgar la inclinación que maximice tu rendimiento. Asimismo, es importante que no haya sombras en el lugar que se va a realizar la instalación.

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En definitiva, si dispones de suficiente superficie disponible orientada hacia el sur y libre de sombras, es muy probable que recuperes tu desembolso inicial. La nueva normativa de autoconsumo ha beneficiado en gran medida la rentabilidad de las instalaciones conectadas a la red con el mecanismo de compensación simplificada, amortizando la inversión en una media 6-8 años. No obstante, si cuentas con características favorables para llevar a cabo tu instalación aislada, recuperarás tu dinero aunque tarde dos o tres años más.

Cuando pensamos en la rentabilidad de un proyecto fotovoltaico, es importante valorar que las placas solares tienen una vida útil de 25-30 años. Esto significa que aunque recuperes tu dinero a los 10 años (que puede parecer mucho tiempo) durante los 15-20 años restantes, únicamente obtendrás ganancias.

Kits solares para instalaciones aisladas

Los kits solares para instalaciones aisladas se caracterizan por incluir las baterías solares, las cuales son indispensables para que el consumidor pueda ser completamente autónomo. Los kits solares de conexión aislada facilitarán al usuario todos los elementos que necesita para su instalación de placas solares.

Las necesidades energéticas de cada autoconsumidor son diferentes, por tanto, existen múltiples kits de autoconsumo para que el usuario pueda elegir aquel que se adecua a su proyecto. Aunque normalmente se adquieren como un paquete previamente diseñado, la gran mayoría de las empresas que los oferta da la opción de personalizarlos.

¿Cómo instalar mi kit solar de conexión aislada?

Los kits solares para instalaciones de autoconsumo autónomas pueden ser instalados por los usuarios, sin embargo, puede resultar muy complejo para quien no tiene los conocimientos necesarios. Por tanto, es recomendable que los instale un técnico especializado en energía solar.

¿Qué tipos de kits solares para instalaciones aisladas existen?

Podemos distinguir varios tipos de kits para instalaciones aisladas según la utilidad que quieras satisfacer. Por ejemplo, encontrarás kits solares aislados para casas de campo, kits para bombeo solar o kits solares para autocaravanas, entre muchos otros. A continuación, te mostramos algunos precios de los kits solares con mejores prestaciones:

¿Dónde comprar un kit solar para una instalación aislada?

Existen múltiples tiendas online que ofrecen kits solares. La gran mayoría de ellos están previamente diseñados en función del tipo de uso al que vayan destinados (para piscinas, caravanas, embarcaciones, etc, pero además, la gran mayoría de estas tiendas te permiten personalizarlos para diseñarlo según tus necesidades específicas.

Tiendas de kits solares para instalaciones aisladas
Tienda Descripción
Damia Solar Kits solares a precios muy competitivos. Cuentan con instrucciones de montaje y tienen servicio técnico para llamar en el caso de dudas.
Autosolar Dispone de múltiples kits solares para instalaciones aisladas, tienen la opción de financiar la compra para pagar en cuotas.
SolarPlak Dispone de una gran variedad de kits solares y cuenta con equipo técnico para llevar a cabo la instalación de forma segura.
Cambio energético Empresa con gran experiencia en el sector de la energía fotovoltaicas. Posibilidad de financiar la instalación en 36 meses.
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