Tipos de instalación fotovoltaica: características y ventajas

Existen varios tipos de instalación fotovoltaica: stand alone, grid-connected, storage conectadas a la red, plug&play. Estas son las características

Los principales tipos de instalación fotovoltaica son:

• stand alone;
• grid-connected.

La evolución de estos tipos de sistemas ha introducido nuevos modelos: el modelo de storage conectadas a la red y el innovador plug&play.

Por lo tanto, para identificar el tipo de sistema que mejor se adapte a tus necesidades, analizaremos las características y ventajas de cada instalación.

Además, para no arriesgarte a diseñar un sistema fotovoltaico que no esté en línea con tus necesidades, te sugiero que pruebes gratuitamente un software fotovoltaico que pueda ayudarte a comprender el funcionamiento de cada tipo de instalación solar conectada a la red.

Instalación fotovoltaica stand alone

El primero de los 2 tipos de instalaciones fotovoltaicas es la instalación solar stand alon, o sistema aislado, es un tipo de instalación fotovoltaica que no está conectada a la red eléctrica nacional, sino que está conectada a un sistema autónomo de almacenamiento de energía – baterías eléctricas – que almacenan la electricidad producida por el sistema y la devuelven al usuario en el momento de necesidad.

Instalación fotovoltaica stand alone: elementos característicos (campo fotovoltaico, inversor, acumulador, usuario)

Los elementos típicos de un sistema stand alone son:

• campo fotovoltaico;
• inversor;
• acumulador;
• regulador de carga.

Cómo funciona una instalación fotovoltaica stand alone

Un sistema fotovoltaico stand alone funciona de la siguiente manera:

• los paneles solares captan la energía solar incidente y la transforman en corriente continua;
• la energía captada es transformada por el inversor en corriente alterna;
• la energía alterna producida puede ser consumida inmediatamente por el usuario o puede ser almacenada en las baterías de almacenamiento, para luego ser utilizada cuando el usuario la necesite.

Este proceso implica que el acumulador (la batería) se cargue y descargue. Para no comprometer su eficiencia, el regulador de carga gestiona este mecanismo.

Instalación fotovoltaica stand alone

Ventajas de un sistema fotovoltaico stand alone

Con la reducción de los costes de componentes y la difusión de la tecnología de litio, los sistemas fotovoltaicos stand alone son cada vez más competitivos en comparación con instalaciones que involucran el uso de combustibles fósiles.

De hecho, esta tipología aporta numerosos beneficios al medio ambiente y al usuario final:

• emisiones cero: los usuarios consumen la energía eléctrica producida y no generan gases contaminantes;
• coste de la energía constante durante la vida útil de la instalación: el coste de la energía no se ve afectado por las fluctuaciones de los precios de la energía relacionadas con el coste del petróleo y el gas;
• flexibilidad extrema: la instalación es completamente escalable, al igual que el tamaño del sistema de almacenamiento eléctrico.

Instalación fotovoltaica grid-connected

El segundo de los 2 tipos de sistemas fotovoltaicos es la instalación fotovoltaica grid-connected es un sistema solar conectado a la red eléctrica nacional.

En este tipo de instalación, la red eléctrica nacional se convierte en un depósito infinito de almacenamiento en el que se introduce la energía procedente de fuentes renovables cuando la instalación produce y el usuario no consume, y del que se toma la electricidad en el momento de la necesidad, cuando la instalación no produce (en las horas nocturnas).

Instalación fotovoltaica grid-connected: elementos característicos (campo fotovoltaico, inversor, contador, usuario, red eléctrica)

El esquema del sistema fotovoltaico grid-connected consta de varios elementos. Estos son:

• campo fotovoltaico;
• inversor;
• contador de producción;
• contador de intercambio.

Cómo funciona una instalación fotovoltaica grid-connected

La instalación grid-connected funciona según las siguientes fases:

1. la radiación solar llega al generador fotovoltaico;
2. el inversor transforma la energía continua en alterna;
3. la energía producida se utiliza instantáneamente si el usuario la necesita o se inyecta a la red, de la que también el usuario toma energía cuando es necesario.

En este sistema, el contador de producción contará la energía producida y consumida directamente por el usuario, mientras que el contador de intercambio contará la energía consumida por el usuario tomada de la red.

Instalación fotovoltaica conectada a la red

Ventajas de un sistema fotovoltaico grid-connected

La instalación de un sistema fotovoltaico grid-connected puede ser conveniente y ventajosa, tanto en términos económicos como ambientales.

Más concretamente, los beneficios son:

• Reducción de la carga de las facturas;
• reducción de las emisiones contaminantes;
• posibilidad de monetizar la energía generada.

Instalación con almacenamiento de energía eléctrica «storage» conectado a la red

Entre los tipos de instalaciones fotovoltaica, el más común hoy en día es el modelo con almacenamiento de energía «storage«, conectado a la red eléctrica.

Constituye un sistema innovador en el que la energía producida se almacena en primer lugar en los sistemas de storage (o almacenamiento) y, una vez alcanzada la capacidad de las baterías, la energía residual se inyecta a la red eléctrica nacional. Esta característica también se conoce como instalación fotovoltaica híbrida.

Una instalación fotovoltaica “storage” conectada a la red eléctrica se compone de:

• campo fotovoltaico;
• baterías de iones de litio;
• inversor;
• contador de producción;
• contador de intercambio.

Instalación fotovoltaica almacenamiento conectada a la red: elementos característicos (campo fotovoltaico, inversor, acumulador, contador, usuario, red eléctrica)

Las principales características a tener en cuenta en un sistema de almacenamiento fotovoltaico doméstico son:

• la potencia del sistema de almacenamiento, es decir, la capacidad de almacenamiento de la electricidad;
• la duración de la batería de litio;
• la actividad del inversor;
• la eficiencia en la acumulación y recarga;
• el tamaño y el peso del almacenamiento.

Sistema de almacenamiento fotovoltaico conectado a la red

Cómo funciona un sistema fotovoltaico con almacenamiento conectado a la red

El sistema fotovoltaico de «storage» conectado a la red funciona de acuerdo con el siguiente mecanismo:

1. durante las horas del día, los paneles solares fotovoltaicos recargan las baterías de almacenamiento;
2. cuando las baterías han alcanzado su capacidad máxima, la energía producida y no autoconsumida se introduce en la red;
3. durante las horas de la tarde o nocturnas, la energía es suministrada por el almacenamiento, con total autonomía de la red eléctrica;
4. cuando el almacenamiento agota la energía y las baterías se descargan, el sistema eléctrico doméstico vuelve a ser alimentado por la red eléctrica, de manera completamente automática y sin ninguna discontinuidad de servicio.

Esquema de instalación de almacenamiento conectado a la red

Por lo tanto, un sistema de almacenamiento «storage» es siempre funcional y cumple también la función de suministro eléctrico de emergencia: en caso de apagón de la red, el sistema sigue funcionando.

Además, una instalación de storage ofrece ventajas adicionales:

• alto nivel de autoconsumo igual al 90÷100%;
• independencia parcial de la red eléctrica de los edificios públicos y privados.

Por todas estas razones, es importante evaluar cuidadosamente el tipo y el modelo de sistemas a instalar. Para simular la configuración de un sistema conectado a la red, te sugiero que actives el período de prueba gratuito de la versión completa de un software fotovoltaico que te guiará en el diseño de cualquier tipo de sistema fotovoltaico conectado a la red.

Instalación fotovoltaica plug & play

El sistema fotovoltaico plug and play, también conocido como plug in, es una innovadora micro-instalación solar con una potencia inferior a 350 W que se puede instalar en balcones, ventanas o en el jardín.

En general, un sistema solar plug and play está formado por:

• un módulo fotovoltaico, el panel real, que puede estar compuesto por células fotovoltaicas monocristalinas o policristalinas;
• microinversor, y otros accesorios, para convertir la corriente continua producida por el panel en corriente alterna utilizable;
• estructura de soporte, fijación y anclaje, para facilitar la instalación en balcones, terrazas, jardines, paredes exteriores de la casa, etc.

Instalación fotovoltaica plug and play: elementos característicos (módulo fotovoltaico, micro-inversor, usuario)

Cómo funciona una instalación fotovoltaica plug & play

Una instalación fotovoltaica “plug and play” (conecta y usa) suministra energía green y renovable conectándose al enchufe de la corriente doméstica.

Entonces, este sistema produce energía de la siguiente manera:

1. se colocan los paneles solares en el exterior de la casa con una exposición que sea lo más favorable posible, para captar la máxima cantidad de radiación solar;
2. el inversor hace que la energía captada sea utilizable;
3. se conecta el enchufe de salida del inversor, directamente a la toma más cercana a la instalación: de esta manera la energía producida se autoconsume en el mismo momento en la que se produce.

Instalación fotovoltaica plug and play

Ventajas de una instalación fotovoltaica plug & play

El fotovoltaico Plug and Play es un sistema al alcance de todos. La instalación de este tipo de sistema solar tiene numerosas ventajas:

• versatilidad de instalación: se puede instalar en un balcón, terraza, cubierta, sobre la acera solar, en las paredes exteriores de la casa, en las cercas o en el jardín y, según las necesidades de cada uno, se pueden elegir diferentes soportes de fijación;
• extremadamente fácil de montar: se puede conectar sin necesidad de permisos especiales;
• ahorro en la factura de la luz de aproximadamente 20%;
• sostenibilidad ambiental;
• eficiencia energética.

Además, la vida media de un panel plug and play es de 15 a 25 años. Por lo tanto, es una solución ventajosa teniendo en cuenta que el coste del dispositivo podría amortizarse en unos pocos años.

La siguiente imagen resume los principales tipos de instalaciones solares presentes en el mercado fotovoltaico actual.

tipos de instalaciones fotovoltaicas

La configuración y el diseño de cualquier instalación requieren un análisis preciso de las variables de input y de output del sistema.

Hasta la fecha, las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red son las más sostenibles teniendo en cuenta la relación calidad-precio y la cantidad de energía producida.

En el caso de que optes por un sistema grid-connected o storage, te recomiendo el uso de un software fotovoltaico capaz de apoyarte en la simulación de instalaciones sobre edificios nuevos o existentes, en cualquier localidad del mundo y con todo tipo de paneles e inversores. Pruébalo de forma gratuita para diseñar en 2D y 3D, dimensionar la instalación y crear tu propio esquema unifilar en una sola solución.