ENERGÍA FOTOVOLTAICA 1- Introducción 1.1 Introducción Introducción 1.2 Que es un sistema de generación eléctrica solar 1.3 En España 1.4 Uso y Aplicaciones Aplicaciones 1.4.1 Sistemas aislados de la red eléctrica 1.4.2Sistemas 1.4.2Sistemas conectados a la red eléctrica 1.5 Ventajas 1.6 Componentes del sistema 2 - Composición Física y Fabricación Fabricación de Dispositivos Fotovoltaicos Fotovoltaicos 2.1 El efecto fotovoltaico 2.2 Tipos de celda 2.3 Aspectos técnicos de fabricación fabricación 2.4 Proceso de fabricación de los módulos fotovoltaicos 2.5 Ensayos de los módulos 3- Rentabilidad económica 3.1 Recursos Financieros 3.2 Primas para Instalaciones conectadas a la red electrica 3.3 Instalaciones conectadas conectadas a la red con potencia inferior a 5 kWp 3.4 Instalación conectada a la red de potencia superior a 5 kWp 4 - Curvas Características Características de las Celdas Fotovoltaicas 4.1 Curva corriente vs. tensión (curva I - V ) 4.2 Efecto de factores ambientales sobre la característica de salida del dispositivo 4.3 Combinaciones de celdas y curvas resultantes 4.4 Interacción del dispositivo fotovoltaico con la carga 5 - Conformación de los Sistemas de Generación 5.1 Autosuficiencia del sistema 5.2 Directamente conectados a una carga 5.3 Sistema modulo batería 5.4 Sistema fotovoltaico, batería y regulador 5.5 Batería, inversor 5.6 Reguladores de carga de baterías 5.7 Baterías 5.8 Interacción entre módulos fotovoltaicos y baterías 5.9 Tipos de baterías 5.10 Baterías selladas 6 - Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos y Banco de Baterías 6.1 Datos necesarios para dimensionar un sistema 6.2 Plantilla de dimensionamiento dimensionamiento 6.3 Cálculo del numero de módulos necesarios 6.4 Cálculo del banco de baterías 6.5 Ejemplo práctico 7 - Conexiones y Dimensionamiento de Cables 7.1 Conexionado y Dimensionami Dimensionamiento ento de cables de de conexión 8 - Instalación y Mantenimiento Mantenimiento Ubicación y orientación de los módulos 8.2 Ubicación geografica 8.3 Mantenimiento de la instalación 8.4 Seguridad en la instalación 9. Implantación de tejados fotovoltaicos 10. Presente y futuro de la energía solar fotovoltaica 10.1. Planes europeos relativos a energía solarfotovoltaica solarfotovoltaica 10.2 Planes nacionales relativos a energía solar fotovoltaica 10.3 Fabricantes en España 11. Legislación 11.1 Introducción
11.2 Objetivos y ámbito del Real Decreto en lo relativo a la energía solar fotovoltaica 11.3 Competencias 11.4 Procedimiento de presentación de solicitudes 11.5 Registro Administrativo 11.6 Condiciones de entrega de la energía eléctrica 11.7 Criterios 11.8 Régimen económico 11.9 Real Decreto 1663/2000 de 29 de septiembre fotovoltaicas a la red de baja tensión 11.10 Capítulo I: Ámbito de aplicación aplicación y definicione definicione 11.11 Capítulo II: Conexión de las instalaciones instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas a la red de baja tensión 11.12 Capítulo III: Condiciones técnicas técnicas de las instalaciones instalaciones fotovoltaicas conectadas conectadas la red en baja tensión 12. Conclusión -------------------------------------------1.1 Introducción La quema de combustibles fósiles está provocando el cambio climático. De las reservas de combustibles fósiles económicamente recuperables actualmente, no podemos quemar ni la cuarta parte si queremos que el planeta sobreviva al peligro del cambio climático. Así que para no sobrepasar sobrepasar los límites ecológicos, la humanidad dispone de un limitado "presupuesto" "presupuesto" o cuota de carbono para emitir a la atmósfera en forma de CO2. Al ritmo actual de consumo de combustibles fósiles, ese presupuesto se acabará en unos 30 años, sin olvidar los graves impactos medioambientales medioambientales que generan la obtención y transporte de estos combustibles. La energía nuclear, por su parte, ha demostrado ser altamente peligrosa. La mayoría de los países han parado sus programas nucleares por el alto potencial de riesgo que supone su utilización y los importantes importantes problemas que deja sin resolver, como es el almacenamiento a largo plazo de los residuos radiactivos. radiactivos. Todo ello ha provocado un fuerte rechazo por parte de la opinión pública y ha elevado sus costes hasta hacerla inviable desde el punto de vista económico. Por tanto, es imprescindible y urgente reducir el consumo de energías sucias y sustituirlas por fuentes de energía limpia y renovable, además de mejorar radicalmente la eficiencia de nuestro consumo energético. Reducir el consumo de energía, a través del ahorro y la eficiencia, es tan necesario como sustituir las fuentes de energía sucias por limpias y renovables. Independientemente de que la energía solar fotovoltaica nos permita convertirnos en generadores de electricidad limpia, siempre debemos buscar una reducción del impacto de nuestro consumo energético sobre el medio ambiente local y global haciendo un uso más eficiente de la energía.
Aunque la energía solar fotovoltaica sólo representa el 0,001 por ciento del suministro suministro de energía eléctrica que satisface las necesidades de consumo en todo el mundo, se prevé un rápido y significativo significativo crecimiento de su implantación, implantación, basado en el actual desarrollo de la tecnología y el compromiso medioambiental de los países más desarrollados. El sector fotovoltaico se sustenta en una tecnología de vanguardia y una industria puntera puntera que en los últimos años está teniendo un crecimiento anual medio superior al 30%. En el medio plazo, se estima que habrá una reducción importante de costes debido a una mejora de la eficiencia de las tecnologías actuales ,a la optimización de los procesos de fabricación ,a la aplicación aplicación de economías de escala y al desarrollo de nuevas tecnologías. En el año 2010 se prevé que los costes serán menores en un 30% para instalaciones aisladas y un 40% en instalaciones conectadas a la red. Aunque tradicionalmente tradicionalmente el uso de la energía solar fotovoltaica ha sido en aplicaciones aisladas de la red eléctrica, desde hace unos años la incorporación incorporación de esta tecnología al entorno urbano está facilitando su difusión y desarrollo. desarrollo. Es necesario tener en cuenta que la generación eléctrica fotovoltaica es la única que puede producir, a partir de una fuente renovable, electricidad allí donde se consume, reduciendo la saturación de las redes y disminuyendo las pérdidas en el transporte de electricidad. 1.2 Que es un sistema de generación eléctrica solar Es una fuente de energía que a través de la utilización de celdas fotovoltaicas convierte en forma
directa la energía lumínica en electricidad. electricidad. La producción de electricidad mediante paneles solares es especialmente interesante interesante en aquellos puntos de consumo aislados en los que resulta costoso instalar una línea eléctrica. Son también interesantes las instalaciones instalaciones solares eléctricas conectadas a la red, en las que el propietario vierte toda la electricidad generada a dicha red, vendiéndola con un precio sensiblemente mayor que el coste,de 0,08 Euros/kWh, de la electricidad adquirida,como adquirida,como consecuencia de la prima por kWh establecida por el Real Decreto 2818/1998. 1.3 En España Tanto la producción industrial como la investigación relacionada relacionada con la generación eléctrica fotovoltaica que se desarrolla en España ocupan un destacado lugar en el panorama mundial. España hoy es el primer país europeo productor de células y paneles fotovoltaicos,con fotovoltaicos,con el 10%de la producción mundial. La producción de paneles fotovoltaicos en España dispone de las más avanzadas tecnologías y los fabricantes españoles tienen instalaciones instalaciones y procesos productivos que sitúan a nuestro país en el tercer puesto a escala mundial, después de Estados Unidos y Japón. Para conseguir unas elevadas prestaciones prestaciones en todo el sistema industrial industrial fotovoltaico es necesaria una intensa y continuada actividad de I+D,tanto en las propias industrias como en los centros de investigación. La industria fotovoltaica está concentrando concentrando su actividad de I+D en: • El desarrollo de paneles fotovoltaicos con mayores niveles de eficiencia y menor coste de fabricación. • La mejora de la eficiencia de los dispositivos de electrónica de potencia, de transformación y de protección. Por otro lado, existen en España más de 25 centros de I+D dedicados a la investigación en este campo. Estos datos contrastan contrastan con el actual nivel de implantación de la energía solar fotovoltaica en España, pues la potencia instalada en toda España hasta el año 2001 es poco más de 15 MWp (aproximadamente (aproximadamente 5,3 MWp pertenecen instalaciones instalaciones conectadas a red y el resto a instalaciones instalaciones aisladas),cuando aisladas),cuando en países como Alemania la potencia instalada es doce veces más elevada. Según datos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE),la potencia solar fotovoltaica instalada instalada a finales del año 2001 en las diferentes Comunidades Autónomas era en MWp : Andalucia 4.09 Aragón 0.27 Asturias 0.18 Baleares 0.89 Canarias 0.91 Cantabria 0.03 Castilla León 0.95 Castilla la Mancha 1.34 Cataluña 2.33 Comunidad Valenciana 0.84 Extremadura 0.42 Galicia 0.13 La Rioja 0.05 Madrid 0.42 Murcia 0.13 Navarra 1.72 País Vasco 0.23 La industria fotovoltaica española proporciona empleo directo a más de 2.500 personas. De las cuales 1.800 tienen sus puestos de trabajo en procesos de fabricación fabricación (un 15% corresponden a titulados superiores) y 700 en las fases de comercialización y desarrollo e instalación de proyectos. A su vez, proporciona empleo indirecto a más de 1.250 personas.
1.4 Uso y Principales aplicaciones: aplicaciones: Hay dos formas de utilizar la energía eléctrica generada a partir del efecto fotovoltaico: • En instalaciones aisladas de la red eléctrica. • En instalaciones conectadas a la red eléctrica convencional. Mientras que en las primeras la energía generada se almacena en baterías para así disponer de su uso cuando sea preciso, en las segundas toda la energía generada se envía a la red eléctrica convencional para su distribución donde sea demandada. Sistemas aislados de la red eléctrica Estos sistemas se emplean sobre todo en aquellos lugares en los que no se tiene acceso la red eléctrica y resulta más económico instalar un sistema fotovoltaico que tender una línea entre la red y el punto de consumo. Como los paneles sólo producen energía en las horas de sol y la energía se necesita durante las 24 horas del día, es necesario un sistema de acumulación. Durante las horas de luz solar hay que producir más energía de la que se consume, para acumularla acumularla y posteriormente poder utilizarla cuando no se esté generando. La canti cantidad dad de energí energía a que que se necesi necesita ta acumul acumular ar se calcu calcula la en funció función n de las condi condicio ciones nes climáticas de la zona y el consumo de electricidad. De tal manera que en una zona donde haya muchos días soleados al año habrá que acumular poca energía. Si el periodo sin luz no es suficientemente suficientemente largo, hay que acumular más energía. El número de paneles a instalar debe calcularse teniendo en cuenta: * la demanda energética en los meses más desfavorables. * las condici condicione oness técnic técnicas as óptim óptimas as de orien orientac tación ión e incli inclinac nación ión,, depend dependien iendo do del lugar lugar de la instalación. Para Para optim optimiza izarr el sistem sistema a es necesa necesario rio calcu calcular lar corre correcta ctamen mente te la demand demanda a con con el fin de no sobre sobredim dimens ension ionar ar la instal instalac ación ión.. Convie Conviene ne utili utilizar zar ele electr ctrodo odomés méstic ticos os e ilumi iluminac nación ión de bajo bajo consumo, para que de esta manera el sistema sea más económico. Actualmente existe una gran variedad de estos productos de bajo consumo. Las principales aplicaciones de los sistemas aislados de la red eléctrica son: •Aplicaciones •Aplicaciones espaciales: Desd Desde e los los oríg orígen enes es de la aven aventu tura ra espa espaci cial al los los saté satéli lite tess y nave navess espaciales han utilizado paneles solares fotovoltaicos para alimentar sus equipos electrónicos. •Sector de gran consumo: Calculadoras, Calculadoras, relojes , etc. •Telecomunicaciones: Existen multitud de equipos de telecomunicaciones situados en zonas de difícil acceso, alejados de la red eléctrica, alimentados por energía solar fotovoltaica. En estos casos, normalmente, la solución solar es la más económica y fiable. Son ejemplos característicos: repetidores de televisión, equipos de radio, antenas de telefonía móvil, etc.. •Señalización: La señalización marítima y terrestre es una de las grandes aplicaciones de los sist sistem emas as foto fotovo volt ltai aico cos. s. Así Así son son nume numero roso soss los los ejem ejempl plos os en bali baliza zami mien ento to de ae aero ropu puer erto tos, s, señalización señalización de carreteras y puertos, etc... •Bombeo: Al estar los pozos alejados de la red eléctrica, el bombeo con energía fotovoltaica es una solución muy adecuada. Estas instalaciones se adaptan muy bien a las necesidades ya que en los meses más soleados, que es normalmente cuando más agua se necesita, es cuando más energía se produce. En estos sistemas el almacenamiento de energía suele ser en forma de energía potencial, bombeando el agua a depósitos elevados. •Zonas •Zonas protegida protegidas: s: En para paraje jess natu natura rale les, s, dond donde e por por mo moti tivo voss de prot protec ecci ción ón am ambi bien enta tall se recomiend recomienda a no instalar instalar tendidos tendidos eléctric eléctricos os aéreo aéreos, s, en ocasiones ocasiones,, resulta resulta más rentable rentable utilizar utilizar siste sistema mass fotovo fotovolta ltaico icoss en lugar lugar de tendid tendidos os subter subterrán ráneos eos o grupo gruposs ele electr ctróge ógenos nos que utiliz utilizan an combustibles fósiles. •Electrificación de viviendas aisladas: La distancia del punto de consumo a la red eléctrica puede hacer, en muchos casos, más rentable esta aplicación debido no solo al coste de instalar el tendido eléctrico sino también a la calidad del suministro eléctrico al evitarse cortes de electricidad, muy frecuentes en lugares aislados.
•Alumbrado de calles y carreteras :La : La posibilidad de utilizar sistemas de iluminación iluminación autónomos de fácil instalación y mínima obra civil hace que sea una solución adecuada en muchas ocasiones. ocasiones. 1.4.2 Sistemas conectados a la red eléctrica En los lugare lugaress que que dispon disponen en de ele electr ctrici icidad dad,, la conexi conexión ón a red de los sistem sistemas as fotovo fotovolta ltaico icoss contr contribu ibuyen yen a la reduc reducció ción n de em emisi isione oness de dióxid dióxido o de carbon carbono o (CO 2 )a la atmósf atmósfera era.. Esta Esta aplicación se ajusta muy bien a la curva de demanda de la electricidad. El momento en que más energía generan los paneles, cuando hay luz solar, es cuando más electricidad se demanda. En España, la electricidad generada con sistemas fotovoltaicos goza de una prima que mejora su rentabilidad económica. Al instalar un sistema fotovoltaico conectado a la red, se dispone de una minicentral eléctrica que inyecta kWh verdes a la red para que se consuman allí donde sean demandados, demandados, lo que elimina las pérdidas en transporte de electricidad. Para que estas instalaciones sean técnicamente viables es necesario: – La existencia de una línea de distribución eléctrica cercana con capacidad para admitir la energía producida por la instalación instalación fotovoltaica. – La determinación,,con determinación,,con la compañía compañía distribuidora, distribuidora, del punto de conexión – Proyectar un sistema que incluya equipos de generación y transformación de primera calidad, con las protecciones establecidas y debidamente verificados y garantizados por los fabricantes, de acuerdo a la legislación vigente. – Una instalación instalación realizada por un instalador instalador especializado. especializado. En las instalaciones conectadas a red, el tamaño de la instalación no depende del consumo de electricidad de la vivienda o edificio, lo que simplifica enormemente enormemente su diseño. Para dimensionar la instalación es necesario conocer la inversión inicial, el espacio disponible y la rentabilidad que se quiere obtener ya que el consumo de electricidad es independiente de la energía generada por los paneles fotovoltaicos. El usuario sigue comprando la electricidad que consume a la distribuidora al precio establecido y además es propietario de una instalación generadora de electricidad que puede facturar los kWh producidos a un precio superior. Las principales aplicaciones de los sistemas conectados a la red eléctrica son: Tejados de viviendas: Son sistemas modulares de fácil instalación donde se aprovecha la superficie de tejado existente para sobreponer los módulos fotovoltaicos. El peso de los paneles sobre el tejado no supone una sobrecarga para la mayoría de los tejados existentes. Una instalación instalación de unos 3 kWp que ocupa cerca de 30 m de tejado, inyectaría a la red tanta energía como la consumida por la vivienda a lo largo del año. Para ofrecer una solución solución más económica económica se están utilizando utilizando sistemas sistemas prefabricados prefabricados ue reducen notab notablem lement ente e el tiemp tiempo o de rea realiz lizaci ación ón de la instal instalaci ación ón y aument aumentan an su fiabil fiabilida idad. d. Una Una vez terminada la instalación, el sistema fotovoltaico es un elemento más de la vivienda, aportando una fuente adicionable producción de electricidad y un gran valor ecológico añadido. Por sus características y la actual reglamentación en España, se prevé que sea la aplicación más extendida en los próximos años.
* Integración en edificios: En esta aplicación es prioritario el nivel de integración del elemento fotovo fotovolta ltaico ico en la estruc estructur tura a del edific edificio. io. Por integr integraci ación ón fotovo fotovolta ltaica ica debemo debemoss entend entender er la sustitución sustitución de elementos arquitectónicos arquitectónicos convencionales por nuevos elementos arquitectónicos que incluyen el elemento fotovoltaico, y que por lo tanto son generadores de energía. Tanto para aplicaciones aisladas de la red eléctrica, como para las conectadas a ella es necesario cuidar la incorporación de los sistemas fotovoltaicos al entorno, rural o urbano. Pero es en las aplicaciones aplicaciones urbanas conectadas red, en las que se unen exigencias urbanísticas urbanísticas a las motivaciones medioambientales, donde la integración tiene más relevancia. La demanda de energía del sector terciario en la Unión Europea esta creciendo de forma significativa, por lo que la integración de sistemas fotovoltaicos en edificios, con aportaciones energéticas en las horas punta, contribuye reducir la producción diurna de energía convencional. Las aplicaciones de integración en edificios más frecuentes : –Recubrimiento –Recubrimiento de fachadas –Muros cortina
–Parasoles en fachada –Pérgolas –Cubiertas planas acristaladas –Lucernarios en cubiertas –Lamas en ventanas –Tejas Para conseguir una mejor integración del elemento fotovoltaico en los edificios es necesario tenerlo en cuenta desde el inicio del diseño del edificio. De esta manera se podrá conseguir mejorar el aspec aspecto to exteri exterior or y el coste coste del edific edificio io al poders poderse e sustit sustituir uir ele elemen mentos tos conven convencio cional nales es por por los elemento elementoss fotovolta fotovoltaicos icos .A veces es necesario necesario sacrificar sacrificar parte parte del rendimie rendimiento nto energétic energético o por mantener la estética del edificio. 1.5 Ventajas fundamentales: - No consume combustible - No produce polución ni contaminación ambiental - Es silencioso - Tiene una vida útil superior a 20 años - Es resistente a condiciones climáticas climáticas extremas: (granizo, viento, temperatura y humedad) - No posee partes mecánicas, por lo tanto no requiere mantenimiento, excepto limpieza del panel - Permite aumentar la potencia instalada mediante la incorporación de nuevos módulos. 1.6 Componentes del sistema: Corriente continua 12V: - Paneles o módulos de celdas fotovoltaicas - El soporte para los mismos - Regulador de carga de baterías y el Banco de baterías Corriente alterna 110/220V: Es nece necesa sari rio o inst instal alar ar adem además ás entr entre e las las bate baterí rías as y el co cons nsum umo o un Inve Invers rsor or de co corr rrie ient nte e de capacidad adecuada (el Inversor convierte la corriente continua o DC del modulo o generador solar en corriente alterna o AC. Dicha corriente alterna es utilizada típicamente por la mayoría de los equipos eléctricos domésticos).
Fig. 1
2 - Composición Física y Fabricación de Dispositivos Fotovoltaicos 2.1 Efecto fotovoltaico Los módulos se componen de celdas solares de silicio (o fotovoltaicas). Estas son semiconductoras eléctricas debido a que el silicio es un material de características intermedias entre un conductor y un aislante. Presentado normalmente como arena, mediante métodos adecuados, se obtiene el silicio en su forma pura. El cristal de silicio puro no posee electrones libres y por lo tanto resulta un mal conductor eléctrico. Para cambiar esto se le agregan porcentajes de otros elementos. Este proceso se denomi denomina na dopado dopado.. Median Mediante te el dopado dopado de silic silicio io con con fósfor fósforo o se obtien obtiene e un materi material al con
electrones libres o material con portadores de carga negativa (silicio tipo N). Realizando el mismo proce proceso so,, pero pero agrega agregando ndo Boro Boro en lugar lugar de fósfor fósforo, o, se obtien obtiene e un materi material al de caract caracterí erísti sticas cas inversas; esto es déficit de electrones o material con cargas positivas libres o huecos (silicio tipo P). Cada celda solar se compone de una delgada capa de material tipo N y otra de mayor espesor de material tipo P ( Ver gráfico Fig.2 ). Ambas capas separadas son eléctricamente eléctricamente neutras, pero al ser unidas, justamente en la unión (PN), se genera un campo eléctrico debido a los electrones libres del silicio tipo N que ocupan los huecos de la estructura del silicio tipo P.
GRAFICO (Fig. 2)
Al incidir la luz sobre la celda fotovoltaica, los fotones que la integran chocan con los electrones de la estructura del silicio dándoles energía y transformándolos transformándolos en conductores. conductores. Debido al campo eléctrico generado en la unión (P-N), los electrones son orientados, fluyendo de la capa "P" a la capa "N". Mediante un conductor externo, se conecta la capa negativa a la positiva, generándose así un flujo de electrones (corriente eléctrica) en la conexión. Mientras la luz siga incidiendo en la celda, el flujo de electrones se mantendrá. La intensidad de la corriente generada, variará proporcionalmente proporcionalmente según la intensidad de luz incidente. Cada módulo fotovoltaico se conforma de una determinada cantidad de celdas conectadas en serie. Como vimos anteriormente, al unirse la capa negativa de una celda a la positiva de la siguiente, los electrones fluyen a través de los conductores conductores de una celda a la otra. Este flujo se repite hasta llegar a la última celda del módulo, de la cual fluyen hacia el acumulador o batería. Cada electrón que abandona el módulo es reemplazado reemplazado por otro que regresa del acumulador> acumulador> o batería. El cable de la interconexión interconexión entre módulo y batería contiene el flujo, de manera tal que cuando un electrón abandona la última celda del módulo y se dirige hacia la batería, otro electrón ingresa a la primera celda desde la batería. Es por esto que se considera inagotable a un dispositivo fotovoltaico. Produce energía eléctrica como respuesta a la energía lumínica que ingresa en el mismo. Cabe aclarar que una celda fotovoltaica no puede almacenar energía eléctrica. 2.2 Tipos de Celdas: Celdas: Existen tres tipos de celdas; dependiendo su diferenciación según el método de fabricación. - Silicio Monocristalino: Estas celdas se obtienen a partir de barras cilíndricas de silicio Monocristalino Monocristalino producidas en hornos especiales. Las celdas se obtienen por cortado de las barras en forma de obleas cuadradas delgadas (0,4-0,5 mm de espesor). Su eficiencia eficiencia en conversión de luz solar en electricidad es superior superior al 12%. En este caso el silicio que compone las células de los módulos es un único cristal. La red cristalina es la misma en todo el mate-rial y tiene muy pocas imperfecciones. imperfecciones. El proceso de cristalización es complicado y costoso, pero, sin embargo, es el que proporciona la mayor eficiencia de conversión de luz en energía eléctrica. - Silicio Policristalino: Estas celdas se obtienen a partir de bloques de silicio obtenidos por fusión de trozos de silicio puro en moldes especiales. En los moldes, el silicio se enfría lentamente, solidificándose. solidificándose. En este proceso, los átomos no se organizan en un único cristal. Se forma una estructura policristalina con superficies de separación separación entre los cristales, por tanto, el proceso de cristalización cristalización no es tan cuidadoso cuidadoso y la red cristalina no es la misma en todo el material. Este proceso es más barato que el anterior pero se obtienen rendimientos ligeramente inferiores. Su eficiencia en conversión de luz solar en electricidad es algo menor a las de silicio Monocristalino. Monocristalino. - Silicio Amorfo:
Estas celdas se obtienen mediante la deposición de capas muy delgadas de silicio sobre superficies de vidrio o metal. Su eficiencia en conversión de luz solar en electricidad varía entre un 5 y un 7%. 2.3 Aspectos tecnicos de fabricación En primer lugar, para generar electricidad solar fotovoltaica se necesita un generador fotovoltaico, es decir un conjunto de módulos conectados entre ellos junto con el cableado, y (en su caso) los soportes de la instalación.
En segundo lugar, para transformar la electricidad (corriente continua) producida producida por un generador solar fotovoltaico en electricidad con las mismas características características que la de la red convencional (corriente alterna a 220 voltios y frecuencia de 50 hz) se necesita un inversor. Existen diferentes tipos de inversores, inversores, pero se considera considera recomendable recomendable escogerlo en función función del tamaño de la instalación instalación que se ha realizado o se pretende realizar. realizar. El inversor se instala instala entre el generador fotovoltaico y el punto de conexión a la red. En el mercado también se encuentran inversores inversores incorporados incorporados a los módulos fotovoltaicos, formando un único sistema compacto que se puede conectar directamente a las cargas (es decir, conectándolos a cualquier enchufe inyectan corriente en él). Hoy por hoy pueden no resultar todavía recomendables toda vez que es necesario garantizar la calidad de la corriente alterna producida para conectarla a la red general y por los posible inconvenientes inconvenientes que te pueden plantear en los trámites legales y administrativos administrativos para conseguir facturar la energía limpia vertida a la red eléctrica. La prima que se reciba vendrá determinada por el valor del inversor y no por la potencia instalada en paneles solares fotovoltaicos. Una vez la electricidad solar ha sido transformada por el inversor, TODA LA ENERGÍA PRODUCIDA SE INYECTA A LA RED, CON LAS VENTAJAS ECONÓMICAS Y MEDIOAMBIENTALES MEDIOAMBIENTALES QUE ESTO SUPONE.
El generador fotovoltaico necesita dos contadores contadores ubicados entre el inversor y la red; uno para cuantificar cuantificar la energía que se genera e inyecta en la Red para su posterior remuneración, remuneración, y el otro para cuantificar también el pequeño consumo (Ø 2kW) del inversor fotovoltaico en ausencia de radiación solar así como garantía para la compañía eléctrica de posibles consumos que el titular de la instalación pudiera hacer. El suministro suministro de electricidad al edificio se realizaría desde la red, con su propio contador, siendo una instalación totalmente totalmente independiente y en paralelo con la instalación instalación fotovoltaica. Si el sistema fotovoltaico está instalado tal como requieren las normativas vigentes en cuanto a conexión a red, es decir en paralelo al contador de consumo eléctrico del edificio, toda la electricidad producida producida por el sistema fotovoltaico se vende a la red, mientras que se sigue consumiendo electricidad de la red con normalidad, como antes. Hay que tener en cuenta que los sistemas fotovoltaicos conectados a la red no requieren ningún sistema de acumulación de energía (baterías), a diferencia de los sistemas aislados, con lo cual son más baratos, y fiables, puesto que toda la energía producida se inyecta en la Red se evita que se pierda la energía generada cuando los acumuladores estén completamente llenos, y principalmente, principalmente, nos ahorramos su mantenimiento, además de evitar los problemas derivados del uso de baterías (conservación, descargas limitadas, limitadas, eliminación posterior...) posterior...) Con un sistema conectado a red, el usuario no percibe ningún cambio en el servicio eléctrico que recibe, manteniendo las mismas ventajas (seguridad de suministro) e inconvenientes (riesgo de eventuales cortes de luz), pero sabiendo que cada kW que produzca el generador fotovoltaica es uno menos que generaran las centrales contaminantes. contaminantes. 2.4 Proceso de Fabricación de los módulos fotovoltaicos: fotovoltaicos : El módulo fotovoltaico está compuesto por celdas individuales conectadas en serie. Este tipo de conexión permite adicionar tensiones (voltajes). La tensión nominal del módulo será igual al producto del número de celdas que lo componen por la tensión de cada celda (aprox. 0,5 Volts). Generalmente se producen módulos módulos formados por 30, 32, 33 y 36 celdas en serie, según la aplicación aplicación requerida. Se busca otorgarle al módulo rigidez en su estructura, aislación eléctrica y resistencia a los agentes climáticos. climáticos. Por esto, las celdas conectadas en serie son encapsuladas en un plástico elástico
(Etilvinilacelato) (Etilvinilacelato) que hace las veces de aislante eléctrico, un vidrio templado de bajo contenido de hierro, en la cara que mira al sol, y una lámina plástica multicapa (Poliéster) (Poliéster) en la cara posterior. En algunos casos el vidrio es reemplazado por una lámina de material plástico transparente. El módulo tiene un marco que se compone de aluminio o de poliuretano y cajas de conexiones a las cuales llegan las terminales positivo y negativo de la serie de celdas. En las borneras de las cajas se conectan los cables que vinculan el módulo al sistema. Etapas del proceso de fabricación del módulo: - Prueba eléctrica y clasificación de las celdas - Interconexión eléctrica eléctrica de las celdas entre sí Ensamble del conjunto. Colocación de las celdas soldadas entre capas de plástico encapsulante encapsulante y láminas de vidrio y plástico. - Laminación del módulo. El conjunto se procesa en una máquina semiautomática semiautomática a alto vacío que, por un proceso d calentamiento y presión mecánica, mecánica, conforma el laminado. - Curado. El laminado es procesado en un horno de temperatura controlada en el cual se completa la polimerización polimerización de plástico encapsulante y se logra la perfecta adhesión de los distintos componentes. componentes. El conjunto, después del curado forma una sola pieza -Enmarcado. Se coloca primero un sellador elástico en todo el perímetro del laminado y luego los perfiles de aluminio que forman el marco. Se usan máquinas neumáticas para lograr la presión adecuada. Los marcos de poliuretano se colocan utilizando máquinas de inyección. - Colocación de terminales, borneras, diodos y cajas de conexiones - Prueba final 2.5 Ensayo de los módulos: módulos: Sobre los módulos debe medirse y observarse: - Características eléctricas operativas - Aislación eléctrica (a 3000 Volt de C.C.) - Aspectos físicos, defectos de terminación, terminación, etc. - Resistencia al impacto - Resistencia a la tracción de las conexiones - Resistencia a la niebla salina y a la humedad ambiente - Comportamiento a temperaturas elevadas por tiempos prolongados (100 grados centígrados durante 20 días) - Estabilidad al ciclado térmico 3 Rentabilidad economica 3.1 Recursos Financieros La demanda social a favor de la energía fotovoltaica se ha traducido en el establecimiento establecimiento de normativas y ayudas que priman el vertido a la red de toda la electricidad generada con sistemas fotovoltaicos, fotovoltaicos, y que subvencionan a la inversión en este tipo de instalaciones. En las instalaciones conectadas a red, se reciben retornos económicos por el esfuerzo financiero realizado en la inversión, al vender a la compañía distribuidora distribuidora los kWh producidos al precio del mercado más una prima, por ser un kWh de generación solar fotovoltaica. El análisis económico en estos casos se puede realizar con los métodos de análisis de inversiones, siendo uno de las más utilizados, y el que se empleará en este capítulo, el de los años de recuperación de la inversión realizada. Se considera que un titular de una instalación fotovoltaica fotovoltaica querrá recuperar su inversión en diez años o menos, ya que periodos de recuperación superiores, son disuasorios incluso para las personas con alta conciencia medioambiental. medioambiental. En las instalaciones instalaciones aisladas, aisladas, al no poder vender el kWh a terceros, terceros, sino que la electricidad limpia limpia generada es para consumo propio, no existe la posibilidad de un flujo de caja a lo largo de la vida de la instalación. Los retornos no son directamente económicos sino que provienen de la satisfacción y utilidad de consumir la electricidad generada. 3.2 Primas para Instalaciones conectadas a la red electrica Las primas aplicables a la electricidad generada por los sistemas fotovoltaicos varían según la potencia de las instalaciones: •Las instalaciones instalaciones de menos de 5 kWp de potencia reciben una prima de 0,360607 Euros/kWh sobre el valor de subasta de la electricidad en la red. Sumándole el precio medio del kWh del mercado,se mercado,se puede vender la electricidad vertida a la red a 0,396668 Euros/kWh.
•Las instalaciones de más de 5 kWp de potencia reciben una prima de 0,180304 Euros/kWh sobre el valor de subasta de la electricidad en la red. Sumándole el precio medio de la energía determinado por el mercado,el precio de venta de la electricidad vertida a la red es de 0,216364 Euros/kWh. •La prima la pagan en último término todos los consumidores de electricidad en España,que pagan un porcentaje infinitesimal de su facturación eléctrica para este propósito. Para el cálculo de la prima,se considera como potencia de la instalación fotovoltaica o potencia nominal,la suma de las potencias de los onduladores instalados. Así mismo para fomentar estas aplicaciones aplicaciones las Administraciones Administraciones Públicas establecen ayudas a fondo perdido a la inversión inicial. 3.3 Instalaciones conectadas a la red con potencia inferior a 5 kWp Normalmente, Normalmente, estas instalaciones aprovechan las estructuras de las viviendas y edificios, colocando sobre ellos paneles fotovoltaicos, fotovoltaicos, que vierten a la red toda la electricidad producida. producida. El cálculo de la superficie de paneles a instalar puede seguir dos criterios distintos: distintos: Instalaciones a medida, ocupando la máxima estructura disponible, siempre que reúnan las adecuadas condiciones técnicas y de orientación. Instalaciones Instalaciones estándar, propuestas por los diferentes instaladores, instaladores, a fin de minimizar el precio específico de la instalación. Para la segunda alternativa, que es la más común, se plantea el análisis económico siguiente: Para una instalación de una potencia instalada total de 3 kWp, Inversión inicial 22.500 Euros Producción Producción anual de electricidad 3.600 kWh (con insolación equivalente de 1.200 horas pico y 4.500 kWh con 1.500 horas pico) 3.4 Instalación conectada a la red de potencia superior a 5 kWp La incorporación de instalaciones fotovoltaicas de potencia superior a 5 kWp, en edificios hoteles, oficinas, complejos deportivos, deportivos, etc.,suponen aportaciones de electricidad en las horas punta, que en muchos casos coincide con la punta de demanda de esos mismos edificios. A estas instalaciones les corresponde corresponde un precio de venta de electricidad de 0,22 Euros/kWh. Aunque por su tamaño se puede conseguir un precio total instalado inferior al de las instalaciones menores de 5 kWp ,el menor valor de la prima hace que las rentabilidades disminuyan disminuyan considerablemente. considerablemente. Se pueden considerar tres tipos de instalaciones de más de 5kWp: •Instalaciones •Instalaciones medias entre 5 y 100 kWp, integradas y condicionadas condicionadas por el diseño arquitectónico del edificio. Su coste de inversión se estima alrededor de 7 Euros/W Euros/W instalado.(En instalado.(En el coste total del edificio, edificio, existirá un ahorro ahorro debido a la sustitución sustitución de elementos arquitectónicos arquitectónicos convencionales por elementos fotovoltaicos integrados). •Instalaciones •Instalaciones grandes entre 100 kWp y 1 MWp, no integradas en Edificios, de valor típico 300 kWp. El coste de la instalación es de 6 Euros/W instalado. •Centrales de mayor potencia,plantas potencia,plantas de varios megavatios,cuyo módulo de diseño es de 1 MWp,con costes del orden de 4,8 Euros/W instalado para una central de 3 MWp. 4 - Curvas Características de las Celdas Fotovoltaicas 4.1 Curva de corriente vs tensión (curva I-V) La representación típica de la característica característica de salida de un dispositivo fotovoltaico fotovoltaico (celda, módulo, sistema) se denomina curva corriente tensión. La corriente de salida se mantiene prácticamente constante dentro del rango de tensión de operación y, por lo tanto el dispositivo se puede considerar como una fuente de corriente constante en este rango La corriente y tensión a la cual opera el dispositivo fotovoltaico están determinadas por la radiación solar incidente, incidente, por la temperatura ambiente, ambiente, y por las características de la carga conectadas al mismo.
Los valores trascendentes de esta curva son: Corriente de cortocircuito (Icc) : Máxima corriente que puede entregar un dispositivo bajo condiciones determinadas determinadas de radiación y temperatura correspondiendo correspondiendo a tensión nula y consecuentemente consecuentemente a potencia nula. Tensión de circuito abierto (Vca) : Máxima tensión que puede entregar un dispositivo bajo condiciones determinadas determinadas de radiación y temperatura correspondiendo a circulación de corriente nula y consecuentemente a potencia nula. Potencia Pico (Pmp) Es el máximo valor de potencia que puede entregar el dispositivo. Corresponde al punto de la curva en el cual el producto Vx I es máximo. Corriente a máxima potencia (Imp) : Corriente que entrega el dispositivo a potencia máxima bajo condiciones determinadas determinadas de radiación y temperatura. Se la utiliza como corriente nominal del mismo. Tensión a máxima potencia (Vmp): tensión que entrega el dispositivo a potencia máxima bajo condiciones determinadas determinadas de radiación y Temp. Se la utiliza como tensión nominal del mismo . 4.2 Efecto de factores ambientales ambientales sobre la característica de salida del dispositivo. Efecto de la intensidad de radiación solar El resultado de un cambio en la intensidad de radiación es una variación en la corriente de salida para cualquier valor de tensión La corriente varía con la radiación en forma directamente proporcional. proporcional. La tensión se mantiene prácticamente constante. Efecto de la temperatura El principal principal efecto provocado por el aumento de la temperatura temperatura del módulo es una reducción reducción de la tensión en forma directamente proporcional. proporcional. Existe un efecto secundario dado por un pequeño incremento de la corriente para valores bajos de tensión. Es por ello que para lugares con temperaturas temperaturas ambientes muy altas son aptos módulos que poseen mayor cantidad de celdas en serie para que los mismos tengan la suficiente tensión de salida para cargar baterías. 4.3 Combinaciones de celdas y curvas resultantes La tensión en el punto de máxima potencia de salida para una celda es de aproximadamente 0,5 Volts a pleno sol. La corriente que entrega una celda es proporcional proporcional a la superficie de la misma y a la intensidad de la luz. Es por ello que para lograr módulos con corrientes de salida menores se utilizan en su fabricación fabricación tercios, cuartos, medios, etc. de celdas. Un módulo fotovoltaico es un conjunto de celdas conectadas en serie( se suman sus tensiones) que forman una unidad con suficiente tensión para poder cargar una batería de 12 volts de tensión nominal (Esta batería necesita entre 14 y 15 Volts para poder cargarse plenamente). Para lograr esta tensión se necesitan entre 30 y 36 celdas de silicio Monocristalino conectadas en serie. 4.4 Interacción del dispositivo fotovoltaico con la carga La curva I-V corregida para las condiciones ambientales reinantes, es solo parte de la información información necesaria para saber cual será la característica característica de salida de un módulo. La otra información información imprescindible es la característica operativa de la carga a conectar. Es la carga la que determina el punto de trabajo en la curva I-V Potencia máxima de salida durante el día La característica I - V del módulo varía con las condiciones ambientales (radiación, (radiación, temperatura)
Ello quiere decir que habrá una familia de curvas I-V que nos mostrarán las características de salida del módulo durante el día y una época del año.
La curva de potencia máxima de un módulo en función de la hora del día tiene la forma indicada en la siguiente grafica
La cantidad de energía que el módulo es capaz de entregar durante el día esta representada por el área comprendida bajo la curva de la grafica anterior y se mide en Watts hora/día. Se observa que no es posible hablar de un valor constante de energía entregada por el módulo en Watts hora ya que varía dependiendo de la hora del día. Será necesario entonces trabajar con valores de cantidad de energía diarios entregados. (Watts hora/día). Interacción con una carga resistiva En el ejemplo más simple, si se conectan los bornes de un módulo a los de una lámpara incandescente incandescente (que se comporta como una resistencia eléctrica) el punto de operación del módulo será el de la intersección de su curva característica con una recta que representa gráficamente la expresión I = V / R Siendo R la resistencia de la carga a conectar.
Interacción con una batería Una batería tiene una tensión que depende de su estado de carga, antigüedad, temperatura, régimen de carga y descarga, etc. Esta tensión se la impone a todos los elementos que están conectados a ella, incluyendo el módulo fotovoltaico. .
Es incorrecto pensar que un módulo que tiene una tensión máxima de salida de 20 volts llevará a una batería de 12 volts a 20 volts y la dañará . Es la batería la que determina el punto de operación del módulo. La batería varía su rango de tensión entre 12 y 14 volts. Dado que la salida del módulo fotovoltaico fotovoltaico se ve influenciada por las variaciones de radiación y de temperatura a lo largo del día, esto se traducirá en una corriente variable que ingresa a la batería.
Interacción con un motor de corriente continua Un motor de corriente continua tiene también una curva I-V. La intersección de ella con la curva I-V del módulo determina el punto de operación.
Cuando se conecta un motor directamente al sistema fotovoltaico, sin batería ni controles de por medio se disminuyen los componentes involucrados y por lo tanto aumenta la confiabilidad. confiabilidad. Pero como muestra la grafica anterior , no se aprovechará la energía generada en las primeras horas de la mañana y al atardecer. 5 - Conformación de los Sistemas de Generación 5.1 Autosufiencia del sistema La electricidad generada por el sistema fotovoltaico depende fundamentalmente fundamentalmente del tipo y cantidad de módulos instalados, instalados, de su orientación e inclinación, y de la radiación solar que les llegue, así como de la bondad técnica de la instalación. La potencia nominal (en vatios pico o kilovatios pico) de los módulos nos indica la energía que producirían al mediodía de un día soleado, más o menos. En esas condiciones, un módulo de 40 Wp de potencia nominal produciría 40 Wh (vatios-hora) de
energía si durante una hora recibe esa radiación máxima; el resto del día, en que la radiación es menor, la potencia real (y por tanto la energía producida) producida) será menor. Hay que tener en cuenta que la generación de electricidad solar se produce durante el día, que coincide con las horas punta de consumo en muchos edificios, y que se obtiene en el propio lugar de consumo, disminuyendo disminuyendo las pérdidas en concepto de transporte y distribución distribución de energía. A menudo se plantea acercarse a la autosuficiencia, autosuficiencia, y lo primero es recordar que el Real Decreto 1663/2000 establece los requisitos administrativos administrativos y técnicos en los que un sistema solar fotovoltaico se puede conectar a la red de baja tensión. Toda la energía producida se vierte a la red eléctrica independientemente independientemente del consumo que se tenga, ya que este consumo se realiza a través de la conexión convencional que se tuviera antes de la instalación de los paneles. De esta manera es más favorable desde el punto de vista económico y medioambiental. Un caso distinto son los sistemas aislados (donde la autosuficiencia es una necesidad). Se considera que para producir el equivalente al consumo de energía doméstico de una familia se suele requerir una potencia fotovoltaica fotovoltaica instalada de entre menos de 1 kWp y 3 ó 4 kWp, en función del uso de la energía que se haga (hábitos de consumo más o menos despilfarradores) despilfarradores) y de la eficiencia energética de los aparatos eléctricos utilizados: iluminación, electrodomésticos, electrodomésticos, etc. Este tipo de instalaciones requieren de un sistema de acumulación ya que el consumo, evidentemente, no siempre coincide con los momentos de irradiación solar. Además, es necesario prever dicha acumulación para hacer frente a periodos de condiciones climáticas desfaborables. desfaborables. Los aparatos de consumo deben ser de alta eficiencia existiendo en el mercado electrodom e lectrodomésticos ésticos especialmente especialmente diseñados para trabajar en este tipo de instalaciones instalaciones y alimentados generalmente generalmente en corriente continua 12 Vdc ó 24 Vdc. El primer paso en el diseño de una instalación para electrificación electri ficación rural es el de estimar el consumo diario medio de la instalación, para ello debemos tener en cuenta la potencia consumida y el tiempo de funcionamiento de cada aparato ó lámpara. El consumo obtenido lo incrementamos en un 20 % para compensar las pérdidas en la instalación. La capacidad total del acumulador la calcularemos multiplicando el consumo diario medio obtenido, teniendo en cuenta las pérdidas, por el número de días consecutivos que es previsible que la irradiación irradiación solar sea nula ó insuficiente. Este número dependerá dependerá principalmente de la zona y el tipo de clima, existiendo tablas en las que podemos obtener dichos valores. Una vez tenemos la capacidad necesaria para la batería de acumuladores, acumuladores, dividimos por la tensión de suministro y obtendremos el valor de la acumulación en amperios-hora que es la unidad utilizada para referirnos a capacidades de acumulación. 5.2 Directamente conectados a una carga Es el sistema mas simple en el cual el generador fotovoltaico se conecta directamente a la carga, normalmente normalmente un motor de corriente continua. Se utiliza fundamentalmente fundamentalmente en bombeo de agua. Al no existir baterías ni componentes electrónicos electrónicos aumenta la confiabilidad confiabilidad pero resulta difícil mantener una performance performance eficiente a lo largo del día.
5.3 Sistema módulo batería Se puede utilizar un módulo fotovoltaico para reponer simplemente la autodescarga de una batería que se utilice para el arranque de un motor, por ejemplo. Para ello pueden utilizarse utilizarse los módulos de silicio amorfo o Monocristalino. Otra importante aplicación aplicación en la que el sistema fotovoltaico se conecta en forma directa a la batería es en sistemas de electrificación rural de pequeña potencia. En estos casos se utilizan uno o dos módulos de silicio Monocristalino Monocristalino de 30 celdas cada uno conectados en paralelo para lograr la potencia deseada
5.4 Sistema fotovoltaico, batería y regulador Es la configuración utilizada con módulos de 33 o 36 celdas en la cual se conecta el generador fotovoltaico a una batería a través de un regulador para que esta no se sobrecargue. sobrecargue. Las baterías alimentan cargas en corriente continua.
5.5 Batería, inversor Cuando se necesite energía en corriente alterna se podrá incluir un inversor. La potencia generada en el sistema fotovoltaico podrá ser transformada íntegramente en corriente alterna o podrán alimentarse alimentarse simultáneamente cargas de corriente continua (C.C.) y de corriente alterna (C.A.)
5.6 Reguladores de carga de baterías Existen diversos tipos de reguladores de carga. El diseño mas simple es aquel que involucra una sola etapa de control. El regulador monitorea constantemente constantemente la tensión de batería. Cuando dicha tensión alcanza un valor para el cual se considera que la batería se encuentra cargada (aproximadamente (aproximadamente 14.1 Volts para una batería de plomo ácido de 12 Volts nominales) el regulador interrumpe interrumpe el proceso de carga. Esto puede lograrlo abriendo el circuito entre los módulos fotovoltaicos fotovoltaicos y la batería ( control tipo serie ) o cortocircuitando los módulos fotovoltaicos fotovoltaicos (control tipo shunt). Cuando el consumo hace que la batería comience a descargarse descargarse y por lo tanto a bajar su tensión, tensión, el regulador reconecta reconecta el generador a la batería y vuelve a comenzar el ciclo. En el caso de reguladores reguladores de carga cuya etapa de control opera en dos pasos, la tensión de carga a fondo de la batería puede ser algo mayor a 14,1 Volts. El regulador queda definido especificando especificando su nivel de tensión (que coincidirá con el valor de tensión del sistema) y la corriente máxima que deberá manejar. Para ilustrarlo con un ejemplo sencillo, se supone que se tiene que alimentar una vivienda rural con consumo en 12 Vcc. y para ello se utilizan dos módulos fotovoltaicos. La corriente máxima de estos módulos es Imp = 2,75 A y la corriente de cortocircuito Icc. = 3 A. Al estar los módulos en paralelo la corriente total máxima que deberá controlar el regulador será I total = 2 x 3 A =6 A Se considera la corriente de cortocircuito cortocircuito para contemplar la peor situación. El regulador a elegir, por lo tanto, deberá estar diseñado para trabajar en una tensión de 15 Volts (tensión de trabajo de los módulos) y manejar una corriente de 6 A. 5.7 Baterías La función prioritaria de las baterías en un sistema de generación fotovoltaico es la de acumular la energía que se produce durante las horas de luminosidad para poder ser utilizada en la noche o durante periodos prolongados de mal tiempo. Otra importante función de las baterías es la de proveer una intensidad de corriente superior a la que el dispositivo fotovoltaico puede entregar. Tal es el caso de un motor, que en el momento del arranque puede demandar una corriente de 4 a 6 veces su corriente nominal durante unos pocos segundos. 5.8 Interacción entre módulos fotovoltaicos y baterías
Normalmente Normalmente el banco de baterías y los módulos fotovoltaicos trabajan conjuntamente para alimentar las cargas. La siguiente figura muestra cómo se distribuye la entrega de energía a la carga a lo largo del día. Durante la noche toda la energía demandada por la carga la provee el banco de baterías. En horas tempranas de la mañana los módulos comienzan a generar, pero si la corriente que entregan es menor que la que la carga exige, la batería deberá contribuir en el aporte. A partir de una determinada hora de la mañana la energía generada por los módulos fotovoltaicos fotovoltaicos superada la energía promedio demandada. Los módulos no solo atenderán la demanda sino que además, todo exceso se almacenara en la batería que empezara a cargarse y a recuperarse recuperarse de su descarga de la noche anterior. Finalmente durante durante la tarde, la corriente generada decrece y cualquier diferencia con la demanda la entrega a la batería. En la noche, la generación es nula y todo el consumo lo afronta la batería.
5.9 Tipos de Baterías Baterías de plomo - ácido de electrolito liquido Las baterías de plomo - ácido se aplican ampliamente en los sistemas de generación fotovoltaicos. Dentro de la categoría plomo - ácido, las de plomo - antimonio, plomo - selenio y plomo - calcio son las más comunes. La unidad de construcción básica de una batería es la celda de 2 Volts. Dentro de la celda, la tensión real de la batería depende de su estado de carga, si está cargando, descargando descargando o en circuito abierto. En general, la tensión de una celda varia entre 1,75 Volts y 2,5 Volts, siendo el promedio alrededor de 2 Volts, tensión que se suele llamar nominal de la celda. Cuando las celdas de 2 Volts se conectan en serie (POSITIVO A NEGATIVO) las tensiones de las celdas se suman, obteniéndose de esta manera, baterías de 4,6,12 Volts, etc... Si las baterías están conectadas en paralelo (POSITIVO A POSITIVO Y NEGATIVO A NEGATIVO) las tensiones no cambian, pero se sumaran sus capacidades de corriente. Solo se deben conectar en paralelo baterías de igual tensión y capacidad. Se puede hacer una clasificación de las baterías en base a su capacidad de almacenamiento de energía (medido en Ah a la tensión nominal) y a su ciclo de vida (numero de veces en que la batería puede ser descargada y cargada a fondo antes de que se agote su vida útil). La capacidad capacidad de almacenaje almacenaje de energía de una una batería depende depende de la velocidad de de descarga. descarga. La capacidad nominal nominal que la caracteriza caracteriza corresponde a un tiempo tiempo de descarga de 10 horas. horas. Cuanto mayor es el tiempo de descarga, mayor es la cantidad de energía que la batería entrega. Un tiempo de descarga típico en sistemas fotovoltaicos es 100 hs. Por ejemplo, una batería que posee una capacidad de 80 Ah en 10 hs (capacidad nominal) tendrá 100 Ah de capacidad en 100 hs. Dentro de las baterías de plomo - ácido, las denominadas estacionarias estacionarias de bajo contenido de antimonio son una buena opción en sistemas fotovoltaicos. Ellas poseen unos 2500 ciclos de vida cuando la profundidad de descarga es de un 20 % (es decir que la batería estará con un 80 % de su carga) y unos 1200 ciclos cuando la profundidad de descarga es del 50 % (batería con 50 % de su carga). Las baterías estacionarias poseen además, una baja auto-descarga (3 % mensual aproximadamente aproximadamente contra un 20 % de una batería de plomo - ácido convencional) y un reducido mantenimiento.
Dentro de estas características se encuadran también las baterías de plomo-calcio y plomo- selenio, que poseen una baja resistencia interna, valores despreciables de gasificación y una baja autodescarga. 5.10 Baterías selladas Gelificadas Estas baterías incorporan incorporan un electrolito del tipo gel con consistencia que puede variar desde un estado muy denso al de consistencia similar a una jalea. No se derraman, pueden montarse en casi cualquier posición y no admiten descargas profundas. Electrolito absorbido El electrolito se encuentra absorbido en una fibra de vidrio microporoso o en un entramado de fibra polimérica. polimérica. Al igual que las anteriores no se derraman, admiten cualquier posición y admiten descargas moderadas. Tanto estas baterías como las Gelificadas no requieren mantenimiento en forma de agregado de agua, no desarrollan gases evitando el riesgo de explosión, pero ambas requieren descargas poco profundas durante su vida de servicio. Níquel - Cadmio Las principales características son : 1) El electrolito es alcalino 2) Admiten descargas profundas de hasta el 90% de la capacidad nominal 3) Bajo coeficiente de autodescarga 4) Alto rendimiento ante variaciones extremas de temperatura 5) La tensión nominal por elemento es de 1,2 Volts 6) Alto rendimiento de absorción de carga (mayor al 80 %) 7) Muy alto costo comparadas con las baterías ácidas Al igual que las baterías de plomo - ácido, estas se pueden conseguir en las dos versiones, standard y selladas, utilizando la mas conveniente según la necesidad de mantenimiento mantenimiento admisible para la aplicación aplicación prevista. Dado su alto costo, no se justifica su utilización en aplicaciones rurales. 6 - Dimensionamiento de Sistemas Fotovoltaicos y Banco de Baterías 6.1 Datos necesarios para dimensionar un sistema Tensión nominal del sistema Se refiere a la tensión típica con que operan las cargas a conectar. Se deberá, además , distinguir si dicha tensión es alterna o continua. Potencia requerida por la carga La potencia que cada carga demanda es un dato esencial. Los equipos de comunicaciones comunicaciones requieren potencias importantes cuando funcionan en transmisión y esto, muchas veces ocurre solo durante algunos minutos por día. Durante el resto del tiempo requieren una pequeña potencia de mantenimiento . Esta diferenciación diferenciación debe ser tenida en cuenta en el diseño del sistema. Horas de utilización de las cargas Conjuntamente Conjuntamente con la potencia requerida por la carga deberá deberá especificarse las horas diarias de utilización de dicha potencia. Multiplicando Multiplicando potencia por horas de utilización, se obtendrán los watts hora requeridos por la carga al cabo de un día. Localización geográfica del sistema (Latitud , Longitud y la altura sobre el nivel del mar del sitio de la instalación) Estos datos son necesarios para determinar el ángulo de inclinación adecuado para el modulo fotovoltaico y el nivel de radiación (promedio (promedio mensual) del lugar. Autonomía prevista Esto se refiere a los días en que se prevé que disminuirá o no habrá generación y que deberán ser tenidos en cuenta en el dimensionamiento dimensionamiento de las baterías. Para sistemas rurales domésticos se toman entre 3 y 5 días y para sistemas de comunicaciones comunicaciones remotos entre 7 y 10 días de autonomía. Se indica a continuación una planilla de calculo con ayuda de la cual se determinaran los
Watts/hora Watts/hora diarios (Wh/día) de todas las cargas de corriente continua y alterna que se pretendan alimentar. a) Cargas en corriente continua Aparato Lámpara bajo consumo 7W 2 Lámparas bajo consumo 9 W Lámpara bajo consumo 9W Equipo de transmisión Banda ciudadana transmisión Escucha
Horas de uso por día (A)
Consumo del aparato en Watts (B)
Total Watts hora/día ( A x B)
1
8.5
8.5
1 c/u 3
10
60
1
10
10
0.5 3
12 3
6 9
Subtotal 1
93.5
b) Cargas en corriente alterna Aparato TV.. Color 14"
Consumo del Horas de uso por Total Watts aparato en Watts día (A) hora/día (A x B) (B) 2 60 120
Agregar 15% 15% para tener tener en cuenta cuenta el rendimiento rendimiento del inversor 18 Subtotal 2 138 Demanda total de energía en Watts-hora/día (1 + 2)
231.5
1) Identificar cada carga de corriente continua, su consumo en Watts y la cantidad de horas por día que opera. En el ejemplo se han considerado lámparas de bajo consumo de 7 y 9 W. que con su balasto consumen 8,5 y 10 W. respectivamente. También un equipo de transmisión tipo banda ciudadana donde se ha identificado su consumo en transmisión y en escucha. 2) Multiplicar la columna (A) por la (B) para obtener los Watts hora / día de consumo de cada aparato (columna [A xB]). 3) Sumar los Watts hora/día de cada aparato para obtener los Watts hora/día totales de las cargas en corriente continua (Subtotal 1). 4) Proceder de igual forma con las cargas en corriente alterna con el agregado de un 15% de energía adicional para tener en cuenta el rendimiento del inversor (Subtotal 2 ). Para poder elegir el inversor adecuado, se deberá tener en claro cuales son los niveles de tensión que se manejaran tanto del lado de corriente alterna como de continua. por ejemplo, si en una vivienda rural se instala un generador solar en 12 Vcc. y se desea alimentar un televisor color que funciona en 220 Vca y que consume 60W, el inversor será de 12 Vcc a 220 Vca y manejara como mínimo 60 W. Si existieran otras cargas de corriente alterna se deberán sumar todas aquellas que se deseen alimentar en forma simultanea. El resultado de dicha suma, mas un margen de seguridad de un 10%, aproximadamente, aproximadamente, determinara la potencia del inversor. 5) Obtener la demanda total de energía. Subtotal 1 + Subtotal 2. 6.2 Calculo del numero de módulos necesarios - Método Simplificado Es necesaria la utilización de una tabla con los datos meteorológicos meteorológicos de la localidad donde será instalado el equipamiento esto es necesario para el dimensionamiento del mismo. se deben saber los niveles de radiación solar típicos de la región . Como ya se ha visto , la capacidad de generación de los módulos varia con la radiación. Para realizar un calculo aproximado de la cantidad de módulos necesarios para una instalación se
puede proceder de la siguiente forma: 1)Calcular en base a la planilla de dimensionamiento dimensionamiento la demanda total de energía de la instalación (Subtotal1 + Subtotal 2)Determinar en que zona se realizara la instalación. instalación. 3)Los valores de radiación deben calcularse para que en invierno abastezcan adecuadamente adecuadamente el consumo para ello deberán restarse a los valores promedios de radiación el porcentaje que se indica en la tabla 1. Para mostrarlo con un ejemplo se supone que la demanda total es la que surge del ejemplo anterior, es decir 231,5 Wh/día y que el lugar de instalaciones es el sur de la provincia de Córdoba (Zona D). ZONA A DIFERENCIA EN % DIFERENCIA ENTRE EL VALOR PROMEDIO INDICADO ( GRADOS ) EN LA 40 % TABLA Y LOS MÁXIMOS DE VERANO Y MÍNIMOS DE INVIERNO ANGULO DE 70 INCLINACIÓN
ZONA ZONA B C
ZONA D
ZONA E
ZONA ZONA F G
30 %
30 %
20 %
15 %
12%
5%
65
60
45-50
30-35
35
20
EL FRENTE DE LOS MÓDULOS DEL GENERADOR DEBE MIRAR AL NORTE GEOGRÁFICO (POSICIÓN DEL SOL AL MEDIODÍA). EL PLANO DE LOS MÓDULOS DEBE INSTALARSE INCLINADO, FORMANDO CON EL PLANO HORIZONTAL, EL ANGULO INDICADO EN LA TABLA.
Desde el punto de vista técnico, la sencillez de diseño y el carácter modular de las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas son buenos indicadores de versatilidad. Es posible aumentar la potencia de un sistema domético simplemnte acoplando más paneles sin necesidad de sobredimensionar los componentes iniciales. y hasta puede mudarse de vivienda ya que es fácil de transportar y reinstalar. Ahora bien, para vender electricidad sera preciso suscribir suscribir un nuevo contrato y reiniciar en proceso de conexión a red 6.3 Cálculo del banco de baterías La capacidad del banco de baterías se obtiene utilizando la siguiente fórmula: Cap.= 1,66 x Dtot x Aut. Donde: 1,66: factor de corrección de batería que tiene en cuenta la profundidad de descarga admitida, el envejecimiento y un factor de temperatura. Dtot: Demanda total de energía de la instalación instalación en Ah/día. Esto se obtiene dividiendo los Wh/día totales que surgen de la planilla de dimensionamiento dimensionamiento por la tensión del sistema. Aut: Días de autonomía según lo visto en el ítem Autonomía prevista. Para el ejemplo que hemos tomado será :
Cap. Bat. =1,66 x (( 231,5 Wh/día / 12 12 Volts Volts ) x 5
días) = 160 Ah Se tomara el valor normalizado inmediatamente superior superior al que resulte de este calculo y se armaran las combinaciones serie-paralelo que resulten adecuadas para cada caso. Para asegurar una operación apropiada de las cargas deberá hacerse una adecuada selección de los cables de conexión. Tanto de aquellos que vinculan al generador solar con las baterías como de aquellos que interconectan éstas con las cargas. En el caso de una vivienda rural, esquemas de conexionado básicos serán los siguientes: A) Instalación Instalación en 12 Vcc con un módulo fotovoltaico fotovoltaico de 30 celdas y batería
B) Instalación Instalación en 12 Vcc con dos módulos fotovoltaicos fotovoltaicos de 30 celdas y batería
C) Instalación en 12 Vcc con un módulo fotovoltaico de 33 celdas y regulador de 12 Vcc
D) Instalación en 12 Vcc con módulos fotovoltaicos fotovoltaicos de 33 celdas y regulador de 12 Vcc
Para alimentación de equipos de comunicaciones comunicaciones pueden llegar a necesitarse necesitarse tensiones superiores a 12 Vcc. Tensiones de trabajo típicas son 24,36 y 48 Vcc. Para realizar el dimensionamiento adecuado, consultar nuestro Anexo A, aquí sólo se indicarán algunos conexionados básicos para las tensiones mencionadas. a) Instalación en 24 Vcc con 4 módulos fotovoltaicos de 24 Vcc
b) Instalación en 36 Vcc con 6 módulos fotovoltaicos de 36 Vcc
c) Instalación en 48 Vcc con 8 módulos fotovoltaicos de 48 Vc Ejemplo práctico 6.4 Ejemplo práctico Supongamos Supongamos una familia que habita una casa rural en la que existen 12 puntos de luz de alumbrado fluorescente de alta eficiencia con una potencia de 20W cada uno, y otros 6 puntos de luz de 30W cada uno. Además hay un frigorífico de bajo consumo que consume consume 160 Wh de potencia por día y un televisor que consume 50 W . Se estima que en promedio cada punto de luz de 20 W va a permanecer encendido unas 2 horas al día, y cada uno de los puntos de luz de 30 W otras 2 horas al día; el televisor unas 5 horas por día, y el frigorífico todo el día. El consumo total en un día se calculará así: POTENCIA CANT CANTID IDAD AD DESC DESCRI RIPC PCIÓ IÓN N TIEMPO (h) (W) 12 6
Puntos de luz Puntos de luz
20 30
2 2
CONSUMO (Wh) 480 360
1 1
Frigorífico Televisor
50
5
160 250 1250 250
SUMA 20% del total CONSUMO 1500 TOTAL Supongamos Supongamos que la instalación instalación se encuentra en la provincia de Sevilla, para esta zona, el valor mínimo recomendado recomendado de autonomía es de 11 días por lo que la capacidad de la batería será de 1500 Wh * 11 = 16500 Wh Suponiendo que la tensión de alimentación es de 12 V, tendremos una capacidad de 16500 Wh / 12 V =1375 Ah Los paneles solares se orientan siempre hacia el sur y su inclinación debe ser aproximadamente aproximadamente igual a la latitud del lugar incrementada incrementada en 15º para maximizar la energía captada en épocas invernales en los que el consumo normalmente es mayor y las horas de radiación y altura solar menor. Una expresión aproximada para determinar determinar el número de Watios - hora de energía E que puede aportar, a lo largo de un típico día de invierno con escasa nubosidad, nubosidad, un panel cuya potencia nominal sea P Watios, instalado en un lugar cuya latitud sea L grados es: E = (5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P VENTAJAS Las instalaciones fotovoltaicas, fotovoltaicas, a diferencia de las alternativas tradicionales de electrificación en viviendas aisladas de la red, presentan grandes ventajas en los siguientes sentidos: Tecnología silenciosa. Tecnología limpia y respetuosa con el medio ambiente. Requiere un mínimo mantenimiento presentando la instalación un gran periodo de vida útil. Desaparece Desaparece la dependencia de combustibles fósiles, siempre sometidos a fluctuaciones en precio y a problemas de transporte. Beneficio económico, económico, ya que la instalación se amortiza en un breve periodo de tiempo. INCONVENIENTES El usuario de instalaciones fotovoltaicas también debe de conocer sus limitaciones, principalmente principalmente en cuanto a la moderación en el consumo y el empleo de aparatos de consumo con elevados rendimientos. Debido al bajo rendimiento de la conversión fotoeléctrica en los paneles solares, las superficies de captación instaladas instaladas son relativamente grandes, es previsible que, con el tiempo, se vaya aumentando dicho rendimiento rendimiento con la consecuente disminución de superficie de paneles. 7 - Conexiones y Dimensionamiento de Cables 7.1 Conexionado y Dimensionamiento de cables de conexión Los cables cuyo recorrido se realiza prioritariamente prioritariamente en intemperie deberán ser aptos para esta condición. Se recomienda utilizar para estos casos el cable cuyas características fija la Norma IRAM 2220. Este cable cuya sección transversal responde a la siguiente Fig. no necesita protección mecánica, es decir que no necesitará realizar su recorrido dentro dentro de un caño. Su nivel de aislamiento es de 1100 Volts.
El cable tipo "taller"(Norma "taller"(Norma IRAM 2158)responde 2158)responde a la siguiente siguiente Fig. Es un cable muy flexib flexible le no apto para intemperie que debe ser instalado instalado dentro de un caño ya sea de PVC o de hierro, que le
servirá de protección mecánica. Su nivel de aislación es de 500 V.
Para realizar el cableado en el interior de una vivienda o edificio se utiliza cable de cobre con aislación de PVC antillama que responde a la Norma IRAM 2183. Este cable, que no es apto para instalaciones instalaciones a la intemperie debe ir montado dentro de un caño de PVC o de hierro. Su nivel de aislación es de 1000 V. Un corte del mismo se ve en la Fig. 7.10.
Con el propósito de asegurar un funcionamiento adecuado de las cargas (luminarias, (luminarias, televisión, equipos de transmisión, transmisión, etc) no deberá haber más de un 5% de caída de tensión tanto entre módulos y baterías como entre baterías y centros de cargas. Para simplificar el proceso de selección del cable, la Tabla 7.1 nos muestra la sección adecuada de cable a utilizar para una caída de tensión del 5% en sistemas de 12 V. En la columna de la izquierda debe elegirse la corriente que se espera circulará por el cable. Sobre ese mismo renglón se busca la distancia que recorrerá dicho tramo de cable y leyendo en la parte superior de dicha columna se encuentra la sección de cable correspondiente. Si la instalación es de 24,36 ó 48 Vcc se deberá proceder de igual forma. es decir entrar en la tabla con la corriente estimada y buscar la distancia, pero ahora se deberá dividir la sección obtenida por 2,3 y 4 respectivamente. respectivamente. Si el valor que resulta de esta división no coincide con un valor normalizado de sección, deberá tomarse el normalizado inmediatamente inmediatamente superior. Distancia máxima en metros para una caída de tensión de 5% en sistemas de 12 Volts Seccion (mm2) Corriente (A) 1 540 389 246 156 93 62 39 22 2 270 194 123 78 46 31 19 11 3 180 130 82 52 31 20 13 7 4 135 97 62 39 23 15 10 5 5 108 78 49 31 18 12 8 4 6 90 65 41 26 15 10 6 3 7 77 55 35 22 13 9 5 2.8 8 67 49 31 19 12 8 4.5 2.5 9 60 43 27 17 10 7 4 2 10 54 39 25 16 9 6 3.5 1.8 12 45 32 20 13 8 5 3 1.5 15 36 26 16 10 6 4 2 1 18 30 22 14 9 5 3 1.8 0.8 21 26 18 12 7 4 3 1.6 0.7 24 22 16 10 6.5 3.5 2.5 1.5 0.5 27 20 14 9 5.5 3 2 1 30 18 13 8 5 2.5 1.5 0.8 -
Los módulos fotovoltaicos fotovoltaicos se pueden instalar en terrazas, tejados y patios; pero también en las fachadas: en las ventanas, en los balcones, en las paredes y en las cornisas. Un aspecto fundamental fundamental en la localización de los módulos es asegurar que no existen obstáculos que les puedan dar sombra, al menos durante las horas centrales del día (vegetación, nieve, otros edificios, elementos constructivos, constructivos, otros módulos, módulos, etc.). En nuestras latitudes, la orientación óptima de los módulos fotovoltaicos es hacia el sur. Sin embargo lo que se deja de generar por estar orientados hacia el sureste o suroeste representa sólo un 0,2% por cada grado de desviación respecto respecto al sur (en un entorno de ±25º respecto al sur). Del mismo modo, la inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos depende de la latitud del lugar donde se van a instalar (lo que implica una inclinación entre 5º y 10º menos que la latitud; por ejemplo resultarían resultarían unos 35º en el centro de la península) y de la época del año en la que se quiere maximizar la producción (lo normal es colocarlos para que capten el máximo de irradiación anual); aunque lo que se deja de generar por estar inclinados por encima o por debajo de este óptimo representa sólo un 0,08% por cada grado de desviación respecto a la inclinación óptima. En cualquier caso, es recomendable una inclinación superior superior a los 15º, para permitir que el agua de la lluvia se escurra; y donde nieva con cierta frecuencia es recomendable una inclinación a partir de los 45º, para favorecer el deslizamiento de la nieve. En definitiva, asumiendo "pérdidas" "pérdidas" (lo que se deja de generar) de hasta un 5-10% se tiene un gran abanico de posibilidades posibilidades de orientación e inclinación, inclinación, y se facilita la instalación de generadores fotovoltaicos en diferentes circunstancias. circunstancias. Pero siempre hay que procurar acercarse lo más posible a las condiciones óptimas de instalación: orientación orientación sur e inclinación entre 5º y 10º menos que la latitud. 8 - Instalación y Mantenimiento 8.1 Ubicación y orientación de los módulos Aunque los módulos fotovoltaicos pueden instalarse perfectamente en la mayoría de los edificios existentes, la mejor y más fácil integración arquitectónica se logra si se incluyen en el proyecto de un edificio de nueva construcción, circunstancia circunstancia que debe exigirse al arquitecto diseñador de la casa, si estamos interesados en ello. En general, se habla de tejados fotovoltaicos aunque a menudo el generador fotovoltaico fotovoltaico también se puede encontrar en un patio, en una terraza, o en una fachada. En cualquiera de los casos, la integración integración de generadores fotovoltaicos fotovoltaicos en edificios facilita y abarata su instalación, puede mejorar el aislamiento del edificio y ahorra costes de construcción, ya que los módulos sustituyen sustituyen a algunos elementos constructivos: constructivos: revestimiento de fachadas y tejados, tejas, ventanas , etc. De forma más avanzada, las células fotovoltaicas se pueden integrar en los elementos arquitectónicos como módulos multifuncionales, que unen las cualidades de elemento constructivo, estética, generación de electricidad solar, producción de energía térmica y control de la luz diurna. La integración de módulos fotovoltaicos en la edificación siempre debería tener en cuenta adicionalmente adicionalmente los criterios de la arquitectura bioclimática y atender a las características particulares particulares de cada climatología, climatología, de manera que se asegure que la temperatura de los módulos no se incremente sustancialmente, sustancialmente, lo que disminuiría su eficacia, así como para evitar que se produzcan acumulaciones acumulaciones de calor en el edificio que pudieran forzar un significativo significativo aumento del consumo de energía para refrigeración. Si en el edificio existe una comunidad de propietarios, propietarios, la instalación la puede realizar la propia comunidad (para uso común o de los propietarios individuales) o realizarla alguno de los propietarios propietarios para su propio uso, contando con el acuerdo de la comunidad. La superficie que ocupa este tipo de insta?lación insta?lación depende de la potencia que se quiera instalar y del tipo de módulos que se utilice, pero en general se considera que se debe contar con que cada kWp de módulos ocupa una superficie de unos 10 m2. Por tanto, es fácil encontrar superficie superficie
disponible en la mayoría de los edificios. El peso de los módulos puede variar en función del tipo que se utiliza, pero en general se deben considerar unos 15 kg/m2; en su caso, la estructura de soporte de los módulos podría pesar otros 10 kg/m2. Los efectos del viento podrían suponer en algunos casos una carga adicional. Incluso en caso de instalarse en tejados y terrazas, el peso de los módulos no suele representar ningún problema, pero siempre es recomendable consultar la normativa vigente de edificación, aunque raramente habría que reforzar las estructuras. estructuras. En el caso de edificios nuevos o de reformas importantes, importantes, el generador fotovoltaico se puede integrar en el edificio, facilitando su instalación, optimizando optimizando su rendimiento y abaratando su coste. 8.2 Ubicación geográfica Los módulos fotovoltaicos generan electricidad durante todo el año, mientras llegue radiación solar. Normalmente Normalmente en verano se genera más electricidad debido a la mayor duración del tiempo soleado, aunque la inclinación de los módulos también es importante. En los días nublados también se genera electricidad, aunque el rendimiento energético se reduce proporcionalmente proporcionalmente a la reducción de la intensidad de la radiación. Incluso Incluso existen células fotovoltaicas diseñadas para funcionar en el interior de edificios (como las que incorporan algunas calculadoras y distintos aparatos), optimizadas optimizadas para intensidades más bajas. Los sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos generan electricidad a partir de la intensidad de la radiación solar, no del calor. Por lo tanto, el frío no representa ningún problema para el aprovechamiento fotovoltaico. fotovoltaico. De hecho, como la mayoría de los dispositivos electrónicos, los generadores fotovoltaicos funcionan más eficientemente a más bajas temperaturas (dentro de unos límites). En toda la geografía española se dan condiciones suficientes para la generación de electricidad fotovoltaica, fotovoltaica, aunque las zonas más soleadas son más favorables aún. Es paradójico que en países menos soleados que el nuestro, como Alemania, Austria, Holanda, Suiza... no se plantean la duda de si tendrán sol suficiente, y los tejados fotovoltaicos están mucho más extendidos que aquí, como demuestra el éxito del programa "100.000 tejados solares" de Alemania, un programa que comenzó en 1999 y que se completó en junio de 2003, antes de la finalización del plazo, instalando 300MW. 8.3 Mantenimiento de la instalación El mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos conectados a la red es mínimo, y de carácter preventivo; no tiene partes móviles sometidas a desgaste, ni requiere cambio de piezas ni lubricación. lubricación. Entre otras cuestiones, se considera recomendable realizar revisiones periódicas de las instalaciones, instalaciones, para asegurar que todos los componentes funcionan correctamente. Dos aspectos a tener en cuenta son, por un lado, asegurar que ningún obstáculo haga sombra sobre los módulos; y por el otro, mantener limpios los módulos fotovoltaicos, concretamente concretamente las caras expuestas al sol. Normalmente Normalmente la lluvia ya se encarga de hacerlo, pero es importante importante asegurarlo. Las "pérdidas" (lo que se deja de generar) producidas por la suciedad pueden llegar a ser de un 5%, y se pueden evitar con una limpieza con agua (sin agentes abrasivos ni instrumentos metálicos) después de muchos días sin llover, después de una lluvia de fango o de una nevada. (es recomendable a la hora de limpiar los paneles, sobre todo en verano, que se haga fuera de las horas centrales del día, para evitar cambios bruscos de temperatura entre el agua y el panel). Es difícil pensar en una fuente de energía con un mantenimiento tan sencillo. Hay un aspecto sobre el que conviene alertar: la proximidad de chimeneas y, por tanto, la posible deposición de hollín sobre los paneles, que naturalmente disminuye el rendimiento La experiencia demuestra que los sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos conectados a la red tienen muy pocas posibilidades posibilidades de avería, especialmente si la instalación se ha realizado correctamente correctamente y si se realiza un mantenimiento preventivo. Básicamente Básicamente las posibles reparaciones que puedan ser necesarias son las mismas que cualquier aparato o sistema eléctrico, y que están al alcance de cualquier electricista. electricista. En muchos casos se pueden prevenir las averías, mediante la instalación de elementos de protección como los interruptores magnetotérmicos. 8.4 Seguridad en la instalación
En los sistemas fotovoltaicos conectados a la red resulta de aplicación el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Como en cualquier otro tipo de instalación instalación eléctrica de baja tensión, existe la posibilidad posibilidad de descarga eléctrica y/o cortocircuito. Aunque el riesgo es muy bajo, para evitarlo existen los dispositivos de protección que se montan en las instalaciones normales: magnetotérmicos, magnetotérmicos, diferenciales, derivaciones a tierra, aislantes, etc. Los tejados fotovoltaicos no deben suponer un riesgo añadido, ni para las personas ocupantes del edificio, ni para la red eléctrica, ni para los equipos. Para conseguirlo, hay que tener en cuenta algunas medidas a adoptar, entre las que conviene destacar la importancia de la conexión a tierra de todos los elementos metálicos, como medida importante importante para la seguridad de las personas y porque muchas de las instalaciones existentes en la actualidad descuidan este aspecto. Asimismo, es importante proteger los equipos con las medidas adecuadas. Por otro lado los generadores fotovoltaicos conectados a la red no conllevan la exigencia de instalar pararrayos, pararrayos, aunque como en cualquier otra instalación eléctrica ésta puede dañarse por la acción de los rayos. En este sentido, la instalación de conductores a tierra en los elementos externos puede contribuir a paliar el efecto electrostático de los rayos. 8.5 Vida útil de la instalación Las instalaciones más antiguas, de los años 60-70, aún están operativas. Una de las instalaciones más antiguas de Cataluña es la de Els Metges, Cassà de la Selva, en Girona. Se instaló en 1974 y aún continúa produciendo energía. energía. Son paneles de 33 Wp y que costaron aproximadamente aproximadamente unas 11,3 €/Wp (1.880 ptas./Wp). Normalmente Normalmente se considera que la vida de los módulos fotovoltaicos es de unos 25-30 años; de hecho, a menudo se encuentran en el mercado módulos con garantías de 10, 15 y 20 años. Sin embargo, la experiencia demuestra que en realidad estos componentes nunca (hasta ahora) dejan de generar electricidad, aunque con la edad las células fotovoltaicas reducen algo (muy poco) su rendimiento rendimiento energético. Recuérdese que en general se trata de equipos fabricados para resistir todas las inclemencias del tiempo y que las células están hechas de silicio que es como una piedra. 9. Implantación de tejados fotovoltaicos Existen muchas instalaciones instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, dentro y fuera de España. En España existen desde 1993 y contamos con grandes centrales como pueda ser la central solar fotovoltaica de Toledo de 1 MW o a la central solar de EHN en Tudela (Navarra),la (Navarra),la mayor planta solar fotovoltaica de España por potencia instalada con 1,2 MWp e inaugurada en 2003. Además de estas grandes instalaciones, se contabilizan hoy centenares de edificios que cuentan con sistemas fotovoltaicos fotovoltaicos en operación conectados a la red sumando en total una potencia instalada de algo más de 5,3 MW a finales de 2001 que sumada a la potencia solar funcionando en situación aislada (sin conexión a red) suman 15,7 MW, cifra muy baja si tenemos como objetivo el Plan de Fomento de las Energías Renovables que plantea 147 MW solares entre conexión a red y aislada. Por ejemplo, Greenpeace instaló y conectó a la red en 1997 un generador fotovoltaico fotovoltaico de 1 kWp en el Instituto Antoni Maura, en Palma de Mallorca. Al ritmo actual de crecimiento, tardaremos 40 años en alcanzar la meta a pesar de que en nuestro territorio se produce el 8% de la célula mundiales . Otros ejemplos, a nivel internacional, puede ser la Villa Olímpica de los Juegos Olímpicos de Sydney 2000 que representó el mayor desarrollo solar fotovoltaico en el sector doméstico del mundo . Los módulos fotovoltaicos fotovoltaicos están integrados en los tejados de hasta 665 casas y edificios permanentes de la Villa Solar, y conectados a la red eléctrica, generando 1 millón de kWh/año. El coste de cada casa no fue superior al normal, pero el gasto de los inquilinos es mucho menor. En la Villa Olímpica también se utilizaron criterios de arquitectura bioclimática, se aprovechó la energía solar térmica para calentar el agua (con apoyo mínimo de gas) y se utilizaron electrodomésticos y lámparas de bajo consumo. En los últimos años numerosas promociones de viviendas, y hasta barrios enteros, se están
dotando de tejados solares en países como Alemania, Holanda, Japón... Sólo en Alemania, tras la nueva ley de apoyo, se pidieron 70 MW nuevos (unos 70.000 tejados) hasta fin de abril 2000 y se acaba de terminar en junio de 2003, antes del plazo previsto, el programa "100.000 tejados solares", un programa comenzado en 1999 y que ha logrado la instalación de 300MW. 10.presente y futuro de la energía solar fotovoltaica 10.1 Planes europeos relativos a energía solar fotovoltaica A partir de la década de los ochenta se desarrolla una intensa actividad normativa en la materia,haciendo materia,haciendo más evidente la relación entre el incremento de producción industrial,el consumo consumo de energía y la protección ambiental. ambiental. Así a finales de 1997,fue adoptado por la Comisión Europea “El Libro Blanco de las Energías Renovables ”,cuyo objetivo es definir las líneas de actuación para que las energías renovables lleguen a representar el 12%de la energía primaria consumida en la Unión Europea en el año 2010. Una parte esencial para conseguir este objetivo es “La campaña de despegue ”.Esta campaña no pretende más que acelerar el desarrollo de la estrategia global en los primeros años. El objetivo fijado para la energía solar fotovoltaica, principalmente enfocado hacia instalaciones conectadas a la red incorporadas incorporadas a la estructura estructura de edificios, es para el año 2010: 3 GWp instalados instalados La tecnología fotovoltaica debe ser considerada considerada no solamente en función de su aportación aportación energética, sino además y muy principalmente principalmente debe ir acompañando conceptos relacionados relacionados con el uso racional de la energía en edificios y considerada como parte del esfuerzo por reducir el consumo energético. 10.2 Planes nacionales relativos a energía solar fotovoltaica En España,con unos datos conservadores conservadores frente a sus posibilidades posibilidades reales, se prevé pasar de los 20 MWp actualmente instalados instalados a más de 135 MWp para el año 2010.El marco de referencia para cumplir estas previsiones viene establecido por la Ley del Sector Eléctrico 54/1997,cuyo principal objetivo es la liberalización del sector eléctrico en España, los Reales Decretos 2818/1998 de 23 de Diciembre y 1663/2000 de 29 de Septiembre,la Resolución de la Dirección General de Política Energética y Minas Minas (BOE de 21 de mayo de 2001)y el Plan de Fomento de las Energías Energías Renovables Renovables y elaborado por la Secretaría de Estado de Industria y Energía del Ministerio de Economía y el Instituto para la Diversificación y Ahorro Energético (IDAE) El Consejo de Ministros,de Ministros,de 30 de diciembre de 1999,aprobó,en cumplimiento cumplimiento de la disposición disposición transitoria transitoria decimosexta de la Ley del Sector Eléctrico,el Plan de Fomento de las Energías Renovables para el periodo 2000/2010,plasmando el compromiso del Gobierno español con el el desarrollo desarrollo del aprovechamiento aprovechamiento energético de los recursos renovables. Los objetivos del Plan, establecidos de acuerdo con la referida Ley 54/1997, señalan que en el año 2010,España 2010,España deberá alcanzar el 12% del total de su demanda de energía, con fuentes renovables, lo que supone que mas del 17% de la electricidad se generará con energías renovables y duplicar la participación participación de este tipo de recursos energéticos, respecto a la existente en 1998.Con ello, además ,se da respuesta a una serie de compromisos internacionales adquiridos por el Estado Español en el marco del Protocolo de Kyoto y de conformidad con las directrices contempladas en el “Libro Blanco de las Energías Renovables ”de la Unión Europea. El objetivo que el Plan de Fomento fija, en concreto, para el sector de la energía solar fotovoltaica es: •Nuevas instalaciones aisladas:20 MWp •Nuevas instalaciones conectadas conectadas a la red:115 MWp •Total:135 MWp Este objetivo se repartiría repartiría por regiones según según se refleja a continuación: continuación: ( Fuente: IDEA) Conectada Aislada Total Andalucía 11,50 4,00 15,50 Aragón 5,75 1,20 6,95 Asturias 3,45 0,40 3,85 Baleares 6,90 0,40 7,30 Comunida Comunidad d Valencia Valenciana na 9,20 1,20 10,40 Canarias 5,75 1,00 6,75 Cantabria 3,45 0,40 3,85 Castilla-La Mancha 3,45 2,00 5,45
Castilla y León Cataluña Extremadura Galicia La Rioja Madrid Murcia Navarra Pais Vasco Total
9,20 14,95 4,60 4,60 3,45 12,65 3,45 6,90 5,75
2,40 1,00 1,60 1,60 0,40 0,40 0,80 0,80 0,40 115,00
11,60
15,95 6,20 6,20 3,85 13,05 4,25 7,70 6,15 20,00
Dichos objetivos se marcan teniendo en cuenta ese potencial y atendiendo la realidad que afecta a este sector, con una capacidad productiva elevada que se destina a la exportación y elevados costes de inversión. Sus líneas prioritarias prioritarias de actuación son: •Integración en edificios. •Desarrollo •Desarrollo y normalización normalización de kits estándar para pequeñas aplicaciones. •Investigación •Investigación y desarrollo de tecnologías de lámina delgada. •Mejoras en el desarrollo desarrollo de los onduladores. •Desarrollo •Desarrollo de tecnologías de concentración. Para la consecución de dichos objetivos se proponen las siguientes medidas e incentivos: •Apoyo público a la inversión •Subvención y financiación de actuaciones de investigación y desarrollo. desarrollo. •Desgravación •Desgravación fiscal a la inversión. •Desarrollo •Desarrollo de un reglamento de instalaciones instalaciones fotovoltaicas. •Simplificación •Simplificación de las condiciones condiciones administrativas y técnicas para la conexión a red. •Regulación del carnet de instalador. instalador. •Acreditación •Acreditación de “empresa instaladora ”. •Creación del carnet de mantenedor de instalaciones. •Campaña de concienciación concienciación ciudadana. •Acción ejemplarizante de las Administraciones Públicas. •Líneas especificas de financiación preferente. •Promoción •Promoción de proyectos piloto de aplicación. Según las conclusiones de dicho Plan, se considera que en España existe un potencial para la energía solar fotovoltaica de 2.300 MWp instalados, de los cuales 300 MWp serían de aplicaciones aisladas y 2.000 MWp de aplicaciones conectadas la red. 10.3 FABRICANTES EN ESPAÑA •ATERSA,radicada •ATERSA,radicada en Valencia, fabrica células y paneles además de equipos electrónicos.www.atersa.com •INGETEAM,con •INGETEAM,con ubicación en Pamplona, fabrica inversores, sistemas de monitorización monitorización y otros equipos electrónicos para instalaciones instalaciones fotovoltaicas. fotovoltaicas.
[email protected] [email protected] •ISOFOTÓN,que se ubica en Málaga, fabrica células y paneles. www.isofoton.es www.isofoton.es •MASTERVOLT,ubicada •MASTERVOLT,ubicada en Vilassar de Mar, Barcelona. Es fabricante de convertidores a red, autónomos y cargadores. cargadores. www.mastervolt.net www.mastervolt.net •BP SOLAR,con SOLAR,con fabricas en Tres Cantos, Cantos, Alcobendas y San Sebastián Sebastián de los Reyes, produce produce células y paneles solares además de desarrollar proyectos integrales. www.bpsolar.com •ENERTRÓN,ubicada •ENERTRÓN,ubicada en el Municipio de Torres de la Alameda, está dedicada a la fabricación de equipos de electrónica de potencia para instalaciones fotovoltaicas. www.enertron.net •SOLENER,ubicada •SOLENER,ubicada en el Distrito de Villaverde Alto, en Madrid, dedicada a la fabricación de componentes electrónicos del sistema fotovoltaico.www.solener.com fotovoltaico.www.solener.com •SAFT NIFE, ubicada en el País Vasco proporciona proporciona baterías fotovoltaicas de Ni-Cd. www.saft.es •SILIKEN,fabricante •SILIKEN,fabricante de módulos en la Comunidad Valenciana. www.siliken.com www.siliken.com
•TFM,localizada •TFM,localizada en Barcelona y especializada en la integración de la fotovoltaica en edificios,fabrica edificios,fabrica paneles cristal - cristal específicos para esta aplicación. www.tfm.es •TUDOR,que desde sus instalaciones de Zaragoza fabrica acumulado- res de plomo ácido para aplicaciones aplicaciones aisladas de energía solar fotovoltaica.www.exide.com fotovoltaica.www.exide.com 11. Legislación 11.1 Introducción Este Real Decreto es aplicable a todas las instalaciones instalaciones de producción producción mediante congeneración o que utilicen como energía primaria las energías renovables no consumibles, eólica, biomasa o cualquier tipo de biocarburante biocarburante y a las instalaciones que utilicen como energía primaria la energía solar. Este Real Decreto, del anterior Ministerio de Industria y Energía, junto con el Real Decreto 1663/2000 y la Resolución de 31 de mayo 2001 de la actual Dirección General de Política Energética y Minas, del Ministerio de Economía, ha significado en España un precedente histórico en lo referente a la energía solar fotovoltaica (en adelante FV). 11.2 Objetivos y ámbito del Real Decreto en lo relativo a la energía solar solar fotovoltaica. El presente Real Decreto desarrolla, en lo que se refiere al régimen especial, la Ley 54/1997 del sector eléctrico que hace compatible la libre competencia con la mejora de la eficiencia energética, la reducción del consumo y la mejora del medio ambiente, elementos necesarios necesarios en función de los compromisos compromisos adquiridos por España en la reducción de los gases responsables del efecto invernadero. El ámbito de aplicación del Real Decreto comprende todas las instalaciones FV de producción de energía eléctrica conectadas a red, aunque establece una prima diferente para las instalaciones con una potencia eléctrica instalada igual o inferior a 50 MW que utilicen como energía primaria la energía solar FV. Esta es la principal novedad que introduce este RD, ya que al establecer una prima a la producción de electricidad procedente de las instalaciones FV, favorece la producción de este tipo de energía limpia y así, su participación activa, junto al resto de las energías renovables, en el compromiso adquirido por el Gobierno Español ante la comunidad internacional internacional para que el conjunto de estas energías renovables alcance alcance en el año 2010 una participación del 12% en el total de la demanda energética española. Estas medidas económicas tendrán vigencia hasta que se consiga una potencia pico total instalada de 50 MW, (en las de tamaño inferior a 5 kWp.), se cumplan las exigencias de reducción de CO 2 de Kioto (12% antes referido) o se actualice la política medioambiental medioambiental de la Administración Administración General del Estado. Entrando en detalle y a los efectos del límite de potencia establecido, se considerará que pertenecen a una única instalación, las instalaciones que viertan su energía a un mismo transformador con tensión de salida igual a la de la red de distribución, interpretándose como transformador transformador el propio inversor FV. En el caso de que varias instalaciones de producción utilicen las mismas instalaciones de evacuación, la referencia anterior se entenderá respecto al transformador transformador (inversor) anterior al que sea común para varias instalaciones de producción. 11.3 Competencias La autorización administrativa para la construcción, construcción, modificación y reconocimiento reconocimiento de instalación acogida al régimen especial corresponde a los órganos de las Comunidades Autónomas con competencia en la materia. Por tanto, el desarrollo necesario de este RD, para hacer posible tanto la conexión a red como el pago de la prima contemplada en el mismo, es competencia del Ministerio de Ministerio de Economía y de las Comunidades Autónomas. Este Real Decreto establece que, en caso de que la Comunidad Autónoma en donde estuviesen ubicadas las instalaciones instalaciones no contase con competencias en la materia, o dichas instalaciones estuviesen ubicadas en más de una Comunidad, la autorización citada correspondería a la Dirección General de la Energía del Ministerio de Economía. 11.4 Procedimiento de presentación de solicitudes Los titulares o explotadores de las instalaciones de producción que pretendan acogerse al régimen especial deberán solicitar la inclusión de la misma ante la Administración Administración competente acreditando, además del tipo de instalación, instalación, las principales características características técnicas y de funcionamiento. funcionamiento.
Asimismo, Asimismo, deberá realizarse una evaluación cuantificada de la energía que va a ser transferida a la red. En caso de que la solicitud tenga que ser presentada ante la Dirección General de Política Energética y Minas actual, lo hará el titular o explotador de la instalación (propietario, arrendatario arrendatario o titular de cualquier otro derecho que le vincule con la explotación de una instalación), instalación), incluyendo, además de lo descrito en el párrafo anterior, una memoria resumen de la entidad peticionaria, persona jurídica, que deberá contener: - Nombre o razón social y domicilio del peticionario - Capital social y accionistas con participación superior al 5 por 100, en su caso, y participación de los mismos. Relación de empresas filiales en las que el peticionario sea mayoritario. Este apartado no se debería exigir a las instalaciones inferiores inferiores a 5 kWp. - Condiciones de eficiencia energética y técnicas de seguridad de la instalación - Relación de las instalaciones acogidas a este régimen de las que el peticionario es titular - Copia del balance y cuenta de resultados correspondiente correspondiente al último ejercicio fiscal. Este apartado no se exige a las instalaciones inferiores inferiores a 5 kWp. El procedimiento de tramitación tramitación se ajustará a lo previsto en la Ley 30/92 sobre Régimen Jurídica de las Administraciones Administraciones Públicas y del Procedimiento Administrativo Administrativo Común. La Dirección Dirección General de la Energía resolverá sobre la solicitud en el plazo de seis meses. La falta de resolución expresa en plazo tendrá efectos desestimatorios, pudiendo presentar un recurso si se estima oportuno ante la Administración Administración competente. Estos plazos se contemplan específicamente específicamente en el RD 2000, antes comentado. 11.5 Registro Administrativo Se constituye una sección denominada “Registro Administrativo de Instalaciones de Producción en Régimen Especial” en el Registro Administrativo Administrativo de Instalaciones Instalaciones de Producción de Energía Eléctrica a que se refiere el artículo 2.1.4 de la Ley del Sector Eléctrico, dependiendo de la Dirección General de la Energía en el Ministerio de Economía. Esta sección permitirá permitirá el adecuado seguimiento al Régimen Especial, Especial, y específicamente específicamente la gestión y el control de la percepción de las primas, tanto en lo relativo a la potencia instalada, como a la evolución de la energía producida, producida, la energía cedida a la red y la energía utilizada. Sin perjuicio de lo previsto anteriormente, las Comunidades Autónomas podrán crear y gestionar los correspondientes correspondientes registros territoriales, llevándose a cabo la adecuada coordinación coordinación entre ellas y la propia Dirección General del Ministerio de Economía para garantizar la intercambiabilidad intercambiabilidad de las inscripciones inscripciones entre el Registro Administrativo Administrativo de Instalaciones de Producción Producción en Régimen Especial y los Registros Auto-nómicos Auto-nómicos que puedan constituirse. constituirse. La inscripción inscripción en este Registro constará constará de dos fases: una previa y una definitiva. Inscripción previa: Se producirá de oficio, una vez que haya sido otorgada por la Comunidad Autónoma la condición de instalación instalación de producción acogida al Régimen Especial. Con este objeto la Comunidad Autónoma competente deberá dar traslado en el plazo de un mes de esta resolución o de la inscripción de la instalación instalación en el registro autonómico, autonómico, a la Dirección General de Política Energética y Minas. La formalización formalización de la inscripción, inscripción, dará lugar a un número de identificación en el registro que será comunicado comunicado a la Comunidad Autónoma, Autónoma, para que ésta proceda a su notificación al interesado. La notificación notificación será efectuada por la Dirección General de Política Energética y Minas, cuando ésta resulte competente. Esta inscripción inscripción previa será cancelada si en el plazo de dos años desde su notificación al interesado, éste no ha solicitado la inscripción definitiva. Inscripción Inscripción definitiva: Se dirigirá al órgano correspondiente de la Comunidad Autónoma competente, o en su caso, a la Dirección General de Política Energética y Minas. Será acompañada del contrato firmado con la empresa distribuidora. Esta solicitud podrá presentarse simultáneamente con la solicitud del acta de puesta en mar-cha de la instalación. La Comunidad Autónoma competente deberá dar traslado de la resolución por la que se le otorge dicha condición, en el plazo de un mes, o de la inscripción efectuada en el registro auto-nómico, o en su caso de los datos precisos para la toma de razón de la inscripción definitiva, definitiva, a la Dirección General de Política Energética y Minas del Ministerio de Economía. Esta inscripción inscripción definitiva será comunicada a la Comunidad Autónoma, para que ésta proceda a su notificación al solicitante y a la empresa distribuidora. distribuidora. Los titulares o explotadores de
las instalaciones inscritas en el registro citado con anterioridad, han de realizar periódicamente periódicamente una actualización actualización de la documentación. documentación. Para ello deberán enviar durante el primer trimestre trimestre de cada año, al órgano que autorizó la instalación, una memoria resumen, según modelo adjunto en el Anexo 2. Este Anexo 2 deberá adaptarse al caso particular de las instalaciones FV, especialmente a las menores de 5 kWp de potencia. La inscripción definitiva de la instalación será necesaria para la aplicación, a dicha instalación, del régimen económico económico regulado en este RD. La energía eléctrica que pudiera haberse vertido a la red con anterioridad a la inscripción inscripción definitiva en el Registro, como consecuencia del funcionamiento en pruebas, será retribuida a precio de mercado. Dicho funcionamiento en pruebas deberá ser autorizado previamente, previamente, y su duración no será superior a tres meses. La cancelación de la inscripción inscripción en el Registro procederá en caso del cese de la actividad como instalación de producción producción en régimen especial, o revocación por el órgano competente del reconocimiento de la instalación instalación acogida al régimen especial o revocación de la autorización de la instalación. 11.6 Condiciones de entrega de la energía eléctrica El titular de la instalación de producción acogida al régimen especial y la empresa distribuidora distribuidora suscribirán un contrato, según el modelo publicado en junio de 2001, que tendrá una duración mínima de 5 años, y que incluirá como mínimo: - El punto de conexión y medida, indicando las características características de los equipos de control, cone-xión, seguridad y medida. Características Características de la energía cedida (potencia, previsiones de producción, producción, consumo, venta, compra, etc..) - Causas de rescisión o modificación del contrato. - Condiciones económicas. - Condiciones de explotación de la interconexión. - Cobro de la energía entregada por el titular a la distribuidora, distribuidora, que deberá producirse dentro de los treinta días posteriores a la emisión de la factura correspondiente. correspondiente. La empresa distribuidora distribuidora tendrá la obligación de suscribir este contrato en el plazo de un mes a partir de la definición del punto y condiciones de conexión. La factura de energía eléctrica cedida a la empresa distribuidora distribuidora y que reflejará la totalidad de la energía producida por la instalación instalación FV, podrá realizarse mensualmente, mensualmente, en un modelo aprobado por la Dirección General de Política Energética y Minas. Los titulares de las instalaciones FV tendrán los siguientes derechos: - Conectar en paralelo su sistema a la red de la compañía eléctrica distribuidora. distribuidora. - Transferir al sistema a través de la compañía distribuidora distribuidora de electricidad toda su producción de energía eléctrica FV, siempre que técnicamente sea posible su absorción por la red, y percibir por ello el precio de mercado mayorista más los incentivos previstos en el RD o elegir la prima fija opcional. Los titulares de las instalaciones FV tendrán las siguientes obligaciones: - Entregar toda la energía en las condiciones técnicas apropiadas apropiadas para no producir trastornos en el normal funcionamiento funcionamiento del sistema, medida en un contador independiente. independiente. - Recibir simultáneamente la energía eléctrica convencional en las condiciones técnicas actualmente en vigor. 11.7 Criterios Para las instalaciones FV, aunque ya se han dictado normas específicas, específicas, este Real Decreto considera los siguientes puntos: Los titulares que tengan interconectados interconectados en paralelo a la red general su sistema FV, lo estarán en un solo punto, salvo circunstancias circunstancias justificadas y autorizadas por la Administración competente en cada CCAA. La energía suministrada a la red de la empresa distribuidora deberá tener un factor de potencia cercano a la unidad (>0,9). La potencia total de la instalación FV conectada a la línea no superará el 50% de la capacidad de transporte de la línea en el punto de conexión, definida como la capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto. El punto de conexión se establecerá de acuerdo entre el titular y la empresa distribuidora. distribuidora. El titular solicitará a la empresa distribuidora el punto que considere más apropiado, y la empresa distribuidora distribuidora notificará al titular la aceptación en el plazo de un mes o justificará otras alternativas. alternativas.
El titular en caso de no aceptar las alternativas, solicitará al órgano competente de la Comunidad Autónoma la resolución de la discrepancia, que deberá producirse en el plazo máximo de tres meses. Los gastos de las instalaciones necesarias para la conexión serán a cargo del titular de la instalación instalación de producción. Si el órgano competente apreciase circunstancias circunstancias en la red de la empresa distribuidora distribuidora adquirente que impidieran técnicamente la absorción de la energía producida, fijará un plazo para subsanarlas. subsanarlas. Los gas-tos de las modificaciones modificaciones en la red serán a cargo del titular de la instalación instalación FV, salvo que no fuesen para su uso exclusivo, en cuyo caso correrán a cargo de ambas partes de mutuo acuerdo. Siempre que sea posible se procurará que varias instalaciones productoras productoras utilicen las mismas instalaciones de evacuación e vacuación de la energía eléctrica, aún cuando se trate de titulares distintos. Los titulares de instalaciones FV incorporarán a la red el total de la energía eléctrica producida, recibiendo la prima durante el periodo que medie hasta alcanzar el 12% del total de la demanda energética al que hace referencia la disposición disposición transitoria transitoria 16ª de la Ley del Sector Eléctrico o hasta que el total de las instalaciones FV en España con potencia inferior a 5 kWp. alcance la cifra de 50 MWp La energía eléctrica cedida a las empresas distribuidoras distribuidoras de energía eléctrica deberá ser adquirida por la más próxima, con características características técnicas y económicas suficientes suficientes para realizar su distribución. En caso de discrepancia, discrepancia, resolverá lo que corresponda la Administración Autonómica o la Dirección de Política Energética y Minas cuando sea de su competencia. La instalación deberá contar con un equipo de medida de energía eléctrica que pueda permitir su facturación facturación y control de acuerdo con este RD. La medida se efectuará inmediatamente inmediatamente antes del límite de conexión de la empresa distribuidora. En caso de no poder realizar la medida en ese punto, las pérdidas serán a cargo del productor y deben reflejarse en el contrato suscrito entre el productor y la empresa distribuidora. distribuidora. 11.8 Régimen económico La retribución que obtienen los productores por la cesión de energía eléctrica será la suma del precio de mercado más la prima. Para las instalaciones instalaciones inferiores a 5 kWp con factor de potencia >0,9 no se reducirá la prima por bajo factor de potencia. Euro/kWh = Precio de mercado + Prima El precio medio de mercado será publicado por el operador de mercado antes del quinto día hábil del mes siguiente considerado para la facturación. La prima aplicable a instalaciones FV con potencia instalada de hasta 5 kWp, k Wp, siempre que la potencia ins-talada ins-talada nacional no supere los 50 MW, será de 0,36 Euros/kWh. La prima aplicable a instalaciones instalaciones FV con potencia instalada superior a 5 kWp, será de 0,18 Euros/kWh. Las instalaciones instalaciones FV podrán optar por no aplicar las cifras establecidas en los párrafos anteriores y aplicar por toda la producción eléctrica inyectada a red, un precio fijo total a percibir de 0,40 Euros/kWh Euros/kWh para instalaciones menores de 5 kWp ó 0,22 Euros/kWh Euros/kWh para instalaciones instalaciones mayores a 5 kWp. El Ministerio de Economía, podrá revisar las primas cada cuatro años. Para las instalaciones instalaciones FV que superen los 50 MWp de capacidad de producción, (caso poco probable) la prima será de 0,01 Euros/kWh (Artículo (Artículo 31). En tanto el de Economía no establezca nuevas normas técnicas para el funcionamiento y conexión a red de servicio público de estas instalaciones, continúa en vigor la Orden del Ministerio de Industria y Energía de 5 de septiembre de 1985. Posteriormente a este RD se publico el RD 1663 que anula concreta y específicamente este punto. Se faculta al Ministerio de Economía para dictar las disposiciones disposiciones necesarias de desarrollo del presente Real Decreto, y la modificación de los valores o condiciones condiciones establecidas en los anexos si la correcta gestión económica y técnica lo aconsejan 11.9 REAL DECRETO 1663/2000 DE 29 DE SEPTIEMBRE FOTOVOLTAICAS A LA RED DE BAJA TENSIÓN La Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico establece los principios de un nuevo modelo de funcionamiento basado en la libre competencia, impulsando también el desarrollo de instalaciones instalaciones de producción de energía eléctrica en régimen especial. El Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre, sobre producción producción de energía eléctrica por instalaciones instalaciones abastecidas por recursos o fuentes de energías renovables, residuos y cogeneración, desarrolla desarrolla la Ley en este aspecto, estableciendo un nuevo marco de funcionamiento funcionamiento para este tipo de fuentes energéticas, entre las que se encuentra la energía solar fotovoltaica. En ese Real Decreto se recogen, entre otros aspectos, el procedimiento de inclusión de una instalación instalación de producción de energía eléctrica en el régimen especial, su régimen económico o las
condiciones de entrega de la energía eléctrica producida en esas instalaciones. En relación con el funcionamiento funcionamiento y conexión a las redes eléctricas, se establece en el artículo 20.1 que las instalaciones instalaciones que únicamente utilicen como energía primaria, energía solar, tendrán normas administrativas administrativas y técnicas para el funcionamiento y conexión a las redes eléctricas específicas respecto de las restantes instalaciones de régimen especial, res-petando, en todo caso, los criterios generales que allí se recogen. De acuerdo con ello, el objeto de la presente disposición disposición es efectuar el desarrollo de la Ley 54/1997, mediante el establecimiento establecimiento de las condiciones administrativas administrativas y técnicas básicas de conexión a la red de baja tensión de las instalaciones instalaciones solares fotovoltaicas, teniendo en cuenta sus especiales características características y con la finalidad de establecer una regulación específica que permita el desarrollo de esa actividad. Por último en esta norma se declara el carácter básico de la misma, de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 149.1.25ª de la Constitución que atribuye al Estado la competencia para dictar las bases del régimen minero y energético. En su virtud, a propuesta del Ministro de Economía, de acuerdo con el Consejo de Estado y previa deliberación deliberación del Consejo de Ministros en su reunión del día 29 de septiembre de 2000. 11.10 CAPÍTULO I :ÁMBITO DE APLICACIÓN Y DEFINICIONES DEF INICIONES ARTÍCULO 1.Ámbito de aplicación El presente Real Decreto será de aplicación a las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas de potencia nominal no superior a 100 kVA y cuya conexión a la red de distribución se efectúe en baja tensión. A estos efectos, se entenderá por conexión en baja tensión aquélla que se efectúe en una tensión no superior a 1 kV. ARTÍCULO 2.Definiciones 1. A los efectos del presente Real Decreto, se entenderá por: a) Instalaciones fotovoltaicas: aquéllas que disponen de módulos fotovoltaicos (FV) para la conversión directa de la radiación solar en energía eléctrica, sin ningún tipo de paso intermedio. b) Instalaciones fotovoltaicas interconectadas: aquéllas que normalmente trabajan en paralelo con la red de la empresa distribuidora. c) Línea y punto de conexión y medida: la línea de conexión es la línea eléctrica mediante la cual se conectan las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas con un punto de la red de la empresa distribuidora distribuidora o con la acometida del usuario, denominado punto de conexión y medida. d) Interruptor automático de la interconexión: interconexión: dispositivo de corte automático sobre el cual actúan las protecciones de la interconexión. interconexión. e) Interruptor general: dispositivo de seguridad y maniobra que permite separar la instalación fotovoltaica de la red de la empresa distribuidora. f) Potencia de la instalación instalación fotovoltaica o potencia nominal: es la suma de la potencia de los inversores que intervienen en las tres fases de la instalación en condiciones nominales nominales de funcionamiento. funcionamiento. A los efectos de lo previsto en el Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre, sobre producción de energía eléctrica por recursos o fuentes de energías renovables, residuos y cogeneración, cogeneración, y en el Decreto 2413/1993, de 20 de septiembre por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico Electrotécnico para Baja Tensión, la potencia nominal será considerada como potencia instalada. g) Titular de laenergía eléctrica, pudiendo ser, de acuerdo con el Real Decreto 2818/1998, el propietario, propietario, el arrendatario o el titular de cualquier otro derecho que le vincule con la explotación de la instalación. 2. Los instaladores autorizados autorizados para las instalaciones a que se refiere este Real Decreto, así como el procedimiento para la obtención del correspondiente correspondiente certificado de profesionalidad, son los regulados en el Real Decreto 2224/1998, de 16 de octubre, por el que se establece e stablece el certificado de profesionalidad profesionalidad de la ocupación de instalador de sistemas fotovoltaicos y eólicos de pequeña potencia, sin perjuicio de la normativa autonómica que resulte de aplicación. En tanto no se desarrolle el Real Decreto 2224/1998 se aplicará el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, aprobado por Decreto 2413/1973, de 20 de septiembre. 11.11 CAPÍTULO II: CONEXIÓN DE LAS INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS A LA RED DE BAJA TENSIÓN ARTÍCULO 3.Solicitud
El titular de la instalación o, en su caso, el que pretenda adquirir esta condición, condición, solicitará a la empresa distribuidora distribuidora el punto y condiciones técnicas de conexión necesarias para la realización del proyecto o documentación técnica de la instalación, según corresponda en función de la potencia instalada. La solicitud se acompañará de la siguiente información: - Nombre, dirección, teléfono u otro medio de contacto. - Situación de la instalación. instalación. - Esquema unifilar de la instalación, que podrá tomar como base el recogido en el anexo de este Real Decreto. - Punto propuesto para realizar la conexión. - Características técnicas de la instalación entre las que se incluirá la potencia pico del campo de paneles y potencia nominal de la instalación; descripción modos de conexión y características características del inversor o inversores; y descripción de los dispositivos de protección y elementos de conexión previstos. previstos. En el caso de que resulte necesaria la presentación de alguna documentación adicional, la empresa distribuidora distribuidora la solicitará en el plazo de 10 días a partir de la recepción de la solicitud, justificando justificando la procedencia de tal petición. ARTÍCULO 4.Determinación de las condiciones técnicas de la conexión 1. En el plazo de un mes a partir de la recepción de la solicitud, la empresa distribuidora notificará al solicitante su propuesta relativa a las condiciones de conexión, incluyendo, al menos, los siguientes extremos: A) Punto de conexión y medida propuesto. propuesto. B) Tensión nominal máxima y mínima de la red en el punto de conexión. C) Potencia de cortocircuito esperada en explotación normal en el punto de conexión. D) Potencia nominal máxima disponible de conexión en ese punto, en relación con la capacidad de transporte transporte de la línea o, en su caso, con la capacidad de transformación transformación del centro de transformación. E) En el caso de que el punto de conexión y medida para la cesión de energía por parte del titular de la instalación sea diferente del de recepción, informe justificativo justificativo de esta circunstancia. 2. En el caso de que la potencia nominal máxima máxima disponible de conexión sea inferior a la potencia de la instalación fotovoltaica, la empresa distribuidora distribuidora deberá determinar los elementos concretos de la red que precisa modificar para igualar ambas potencias. Los gastos de las modificaciones irán a cargo del titular de la instalación, salvo que no fueran exclusivamente para su servicio, en cuyo caso se repartirían de mutuo acuerdo. En caso de discrepancia la Administración competente resolverá en un plazo máximo de tres meses desde que le fuera solicitada su intervención. 3. Si la empresa distribuidora no efectuase la notificación en plazo a que se refiere este artículo, el interesado podrá solicitar la intervención de la Administración Administración competente que procederá al requerimiento requerimiento de la remisión de los datos mencionados. La Administración competente dará traslado de esta información al titular de la instalación. La falta de requerimiento de los datos solicitados en un plazo de quince días a partir de la notificación notificación de su reclamación por parte de la Administración competente podrá considerarse considerarse infracción infracción administrativa, de acuerdo con los artículos 60.11 y 61.1 de la Ley 54/1997, de 27 de noviembre, del Sector Eléctrico. 4. La propuesta efectuada por la empresa distribuidora sobre el punto y condiciones de co-nexión, mantendrá su vigencia durante el plazo de un año desde la fecha de notificación notificación al titular de la instalación. 5. En caso de disconformidad con las condiciones propuestas por la empresa distribuidora, el solicitante podrá, de acuerdo con el artículo 20.2 del Real Decreto 2818/1998, dirigirse dirigirse a la Administración Administración competente para que ésta proceda a la resolución de la discrepancia discrepancia estableciendo las condiciones que las partes habrán de respetar. La resolución deberá producirse en el plazo máximo de tres meses a contar desde que le fuera solicitada. Para la resolución del conflicto se atenderá preferentemente al criterio de originar el menor coste posible al titular de la instalación, cumpliendo los requisitos técnicos establecidos. ARTÍCULO 5.Celebración del contrato. 1. El titular de la instalación y la empresa distribuidora suscribirán un contrato por el que se regirán las relaciones técnicas y económicas entre ambos. El modelo de contrato tipo será el establecido
por la Dirección General de la energía, de acuerdo con lo previsto en el artículo 17 del Real Decreto 2818/1998. 2. Una vez acordado el punto y las condiciones de conexión, la empresa distribuidora tendrá la obligación de suscribir este contrato en el plazo máximo de un mes desde que para ello fuese requerida por el solicitante. 3. Cualquier discrepancia discrepancia sobre el contrato que se vaya a suscribir, suscribir, será resuelta por la Administración Administración competente en el plazo máximo de un mes, desde la solicitud de intervención de una de las partes. ARTÍCULO 6.Conexión a la red y primera verificación 1. Una vez superadas las pruebas de la instalación realizadas realizadas por el instalador autorizado, autorizado, éste emitirá un boletín de características principales principales de la instalación y de superación de dichas pruebas. Si para la realización de pruebas fuera necesaria conectar la instalación fotovoltaica a la red, esta conexión tendrá carácter provisional debiéndose comunicar a la empresa distribuidora. distribuidora. 2. Una vez realizada la instalación, instalación, suscrito el contrato y tramitado el boletín de superación de las pruebas de la instalación, el titular de la instalación podrá solicitar solicitar a la empresa distribuidora distribuidora la conexión a la red, para lo que será necesaria la presentación del boletín. 3. La empresa distribuidora podrá realizar en cualquier momento una primera verificación en aquellos elementos que afecten a la regularidad y seguridad de suministro, por la que percibirá del titular de la instalación, el pago de los derechos previstos en la normativa vigente. 4. Transcurrido un mes desde la solicitud de conexión a la red sin que se opongan reparos por la empresa distribuidora, distribuidora, el titular de la instalación instalación podrá efectuar la conexión con la red de distribución. 5. La empresa distribuidora remitirá al órgano competente de la Administración, Administración, con copia a la Comisión Nacional Nacional de Energía, durante el primer mes de cada año una relación de las instalaciones puestas en servicio durante el año anterior en su ámbito territorial, territorial, con expresión para cada una de ellas del titular, emplazamientos y potencia pico y nominal 6. Si como consecuencia de la verificación, la empresa distribuidora distribuidora encontrase alguna incidencia en los equipos de interconexión o en la propia instalación informará, informará, si procede, al titular de la instalación instalación sobre las mismas, concediéndole un período suficiente para que proceda a solucionarlas. 7. En caso de disconformidad, el titular de la instalación o la empresa distribuidora podrán solicitar las inspecciones precisas y la decisión del órgano correspondiente de la Administración Administración competente, que en el caso de que la conexión con la red de distribución no se haya realizado, deberá resolver en un plazo máximo de un mes desde que se formule dicha solicitud. ARTÍCULO 7.Obligaciones del titular de la instalación 1. El titular de la instalación fotovoltaica fotovoltaica es responsable de mantener la instalación en perfectas condiciones de funcionamiento, funcionamiento, así como de los aparatos de protección e interconexión. Las empresas distribuidoras podrán proponer a la Administración competente para su aprobación, programas programas de verificaciones verificaciones de los elementos de instalaciones que puedan afectar a la regularidad y seguridad en el suministro, para ser realizados por ellas mismas, sin perjuicio de otros programas de verificaciones que puedan establecerse establecerse por las autoridades competentes competentes en el ejercicio de sus competencias. Estas verificaciones dentro del programa de verificaciones que las empresas distribuidoras podrán voluntariamente voluntariamente proponer, serán a cargo de las mismas. 2. En el caso de que se haya producido una avería en la red o una perturbación importante relacionada relacionada con la instalación y justificándolo previamente, la empresa distribuidora podrá verificar la instalación sin necesidad de autorización previa de la autoridad competente. A estos efectos se entenderá por perturbación perturbación importante aquella que afecte a la red de distribución haciendo que el suministro suministro a los usuarios no alcance los límites de calidad del producto establecidos para este caso por la normativa vigente 3. En el caso de que una instalación fotovoltaica perturbe el funcionamiento de la red de distribución, distribución, incumpliendo los límites establecidos de compatibilidad electromagnética, electromagnética, de calidad de servicio o de cualquier otro aspecto recogido en la normativa aplicable, la empresa distribuidora distribuidora
lo comunicará a la Administración competente competente y al titular de la instalación, instalación, al objeto de que por éste se proceda a subsanar las deficiencias en el plazo máximo de 72 horas. Si transcurrido transcurrido dicho plazo persisten las incidencias, la empresa distribuidora podrá proceder a la desconexión de la instalación, instalación, dando cuenta de forma inmediata a la Administración compe-tente. compe-tente. En este supuesto, una vez eliminadas las causas que provocan las perturbaciones, para proceder a la conexión de la instalación instalación a la red el titular de la instalación deberá presentar a la empresa eléctrica y a la Administración Administración competente la justificación correspondiente firmada por un técnico competente o un instalador instalador autorizado, según proceda, en la que, en su caso, se describirá la revisión efectuada. En caso de falta de acuerdo, entre el titular de la instalación y la empresa distribuidora respecto a la existencia y la causa de las perturbaciones, podrá someterse someterse el conflicto por una de las partes a la Administración Administración competente para que por ésta se resuelva en el plazo de un mes. 4. El titular de la instalación deberá disponer de un medio de comunicación que ponga en contacto, de forma inmediata, los centros de control de la red de distribución con los responsables del funcionamiento funcionamiento de las instalaciones fotovoltaicas. 11.12 CAPÍTULO III: CONDICIONES TÉCNICAS DE LAS INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS FOTOVOLTAICAS CONECTADAS CONECTADAS A LA RED EN BAJA TENSIÓN
ARTÍCULO 8.Condiciones técnicas de carácter general 1. El funcionamiento de las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas a que se refiere el presente Real Decreto no deberá provocar en la red averías, disminuciones de las condiciones de seguridad ni alteraciones superiores a las admitidas por la normativa que, de acuerdo con la disposición adicional única del presente Real Decreto, resulte aplicable. Asimismo, el funcionamiento de estas instalaciones no podrá dar origen a condiciones peligrosas de trabajo para el personal de mantenimiento y explotación de la red de distribución. 2. En el caso de que la línea de distribución se quede desconectada de la red, bien sea por trabajos de mantenimiento requeridos por la empresa distribuidora o por haber actuado alguna protección de la línea, las instalaciones instalaciones fotovoltaicas no deberán mantener tensión en la línea de distribución. distribución. 3. Las condiciones de conexión a la red se fijarán en función de la potencia de la instalación fotovoltaica, con objeto de evitar efectos perjudiciales a los usuarios con cargas sensibles. 4. Para establecer el punto de conexión a la red de distribución se tendrá en cuenta la capacidad de transporte transporte de la línea, la potencia instalada en los centros de transformación transformación y las distribuciones distribuciones en diferentes fases de generadores en régimen especial provistos de inversores monofásicos. 5. En el circuito de generación hasta el equipo de medida no podrá intercalarse ningún elemento de generación distinto del fotovoltaico, ni de acumulación acumulación o de consumo. 6. En el caso de que una instalación fotovoltaica se vea afectada por perturbaciones perturbaciones de la red de distribución, distribución, se aplicará la normativa vigente sobre calidad del servicio. ARTÍCULO 9.Condiciones específicas de interconexión 1. Se podrán interconectar instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas en baja tensión siempre que la suma de sus potencias nominales nominales no exceda de 100 kVA. La suma de las potencias de las instalaciones en régimen especial conectadas conectadas a una línea de baja tensión no podrá superar la mitad de la capacidad de transporte de dicha línea en el punto de conexión, definida como capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto. En el caso de que sea preciso realizar la conexión en un centro de transformación, transformación, la suma de las potencias de las instalaciones en régimen especial conectadas a ese centro no podrá superar la mitad de la capacidad de transformación transformación instalada para ese nivel de tensión. En caso de desacuerdo será de aplicación lo previsto en el apartado artículo 4.5 de este Real Decreto. 2. Si la potencia nominal de la instalación fotovoltaica a conectar a la red de distribución es superior a 5 kW, la conexión de la instalación fotovoltaica a la red será trifásica. Dicha conexión se podrá realizar mediante uno o más inversores monofásicos monofásicos de hasta 5 kW, a las diferentes fases, o directamente un inversor trifásico. 3. En la conexión de una instalación fotovoltaica, fotovoltaica, la variación de tensión provocada por la conexión y desconexión de la instalación fotovoltaica no podrá ser superior al 5 por 100 y no deberá provocar, en ningún usuario de los conectados a la red la superación de los límites indicados en el Reglamento Electrotécnico Electrotécnico para Baja Tensión. 4. El factor de potencia de la energía suministrada a la empresa distribuidora debe ser lo más
próximo posible a la unidad. Las instalaciones fotovoltaicas conectadas conectadas en paralelo con la red deberán tomar las medidas necesarias para ello o, en su caso, llegar a un acuerdo sobre este aspecto con la empresa distribuidora. distribuidora. ARTÍCULO 10.Medidas y facturación 1. Cuando existan consumos eléctricos en el mismo emplazamiento que la instalación instalación fotovoltaica, éstos se situarán en circuitos independientes independientes de los circuitos eléctricos de dicha instalación instalación fotovoltaica y de sus equipos de medida. La medida de tales consumos se realizará con equipos propios e independientes que servirán de base para su facturación. El contador de salida tendrá capacidad de medir en ambos sentidos, y en su defecto se conectará entre el contador de salida y el interruptor general, un contador de entrada. La energía eléctrica que el titular de la instalación facturará facturará a la empresa distribuidora, distribuidora, será la diferencia entre la energía eléctrica de salida menos la de entrada a la instalación fotovoltaica. En el caso de instalación instalación de dos contadores no será necesario contrato de suministro para la instalación instalación fotovoltaica. fotovoltaica. Todos los elementos integrantes del equipo de medida, tanto los de entrada como los de salida de energía, serán precintados por la empresa distribuidora. distribuidora. El instalador autorizado sólo podrá abrir los precintos con el consentimiento escrito de la empresa distribuidora. distribuidora. No obstante, en caso de peligro pueden retirarse los precintos sin consentimiento consentimiento de la empresa eléctrica; siendo en este caso obligatorio informar a la empresa distribuidora con carácter inmediato. 2. La colocación de los contadores y de los equipos de medida y en su caso de los dispositivos de conmutación conmutación horaria que se pudieran requerir, y las condiciones de seguridad estarán de acuerdo a la MIE BT O15. Los puestos de los contadores se deberán señalizar de forma indeleble, de manera que la asignación a cada titular de la instalación quede patente sin lugar a confusión. Además se indicará, para cada titular de la instalación, si se trata de un contador de entrada de energía procedente de la empresa distribuidora distribuidora o de un contador de salida de energía de la instalación fotovoltaica. fotovoltaica. Los contadores se ajustarán a la normativa metrológica vigente y su precisión deberá ser como mínimo la correspondiente correspondiente a la de clase de precisión 2, regulada por el RD 875/1984, de 28 de marzo, por el que se aprueba el Reglamento para la aprobación de modelo y verificación primitiva de contadores de uso corriente (Clase 2) en conexión directa, nueva, a tarifa simple o a tarifas múltiples, múltiples, destinadas a la medida de la energía en corriente monofásica monofásica o polifásica de frecuencia 50 Hz.. 3. Las características del equipo de medida de salida serán tales que la intensidad correspondiente correspondiente a la potencia nominal de la instalación instalación fotovoltaica se encuentre entre el 50% de la intensidad nominal y la intensidad máxima de precisión de dicho equipo. 4. Cuando el titular de la instalación se acoja al modo de facturación que tiene en cuenta el precio final horario medio del mercado de producción de energía eléctrica, definido en el apartado 1 del artículo 24 del Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre (BOE del 30), serán de aplicación el Reglamento de Puntos de Medida de los Consumos y Tránsitos de Energía Eléctrica, y sus disposicionesde desarrollo. ARTÍCULO 11.Protecciones 11.Protecciones El sistema de protecciones deberá cumplir las exigencias previstas en la reglamentación vigente. Este cumplimiento deberá ser acreditado adecuadamente en la documentación documentación relativa a las características características de la instalación a que se refiere el artículo 3, incluyendo lo siguiente: 1. Interruptor general manual, que será un interruptor magnetotérmico magnetotérmico con intensidad de cortocircuito cortocircuito superior a la indicada por la empresa distribuidora distribuidora en el punto de conexión. Este interruptor interruptor será accesible a la empresa distribuidora distribuidora en todo momento, con objeto de poder realizar la des-conexión manual. 3. Interruptor automático diferencial diferencial con el fin de proteger a las personas en el caso de derivación de algún elemento de la parte continua de la instalación. 4. Interruptor automático de la interconexión para la desconexión-conexión automática automática de la instalación instalación fotovoltaica en caso de pérdida de tensión o frecuencia de la red, junto a un relé de enclavamiento. 5. Protección para la interconexión de máxima y mínima frecuencia (51 y 49 Hz respectivamente) y
de máxima y mínima tensión (1,1 Um y 0,85 Um respectivamente). 6. Estas protecciones podrán ser precintadas por la empresa distribuidora, distribuidora, tras las verificaciones a las que hacen referencia los artículos 6 y 7. 7. El rearme del sistema de conmutación conmutación y, por tanto, de la conexión con la red de baja tensión de la instalación fotovoltaica fotovoltaica será automático, una vez restablecida la tensión de red por la empresa distribuidora. 8. Podrán integrarse en el equipo inversor las funciones de protección de máxima y mínima tensión y de máxima y mínima frecuencia y en tal caso las maniobras automáticas automáticas de desconexiónconexión serán realizadas por este. En este caso solo se precisará disponer adicionalmente adicionalmente de las protecciones de interruptor general manual y de interruptor automático automático diferencial, si se cumplen las siguientes condiciones: a) Las funciones serán realizadas mediante un contactor cuyo rearme será automático, una vez se restablezcan las condiciones normales de suministro de la red. b) El contactor, gobernado normalmente por el inversor, podrá ser activado manualmente. c) El estado del contactor (ON/OFF), deberá señalizarse con claridad en el frontal del equipo, en un lugar destacado. d) En caso de que no se utilicen las protecciones precintables para la interconexión de máxima y mínima frecuencia frecuencia y de máxima y mínima tensión mencionadas en este artículo, el fabricante del inversor deberá certificar: d.1) Los valores de tara de tensión. d.2) Los valores de tara de frecuencia. d.3) El tipo y características características de equipo utilizado internamente para la detección de fallos (mode-lo, marca, calibración, etc.). d.4) Que el inversor ha superado las pruebas correspondientes en cuanto a los límites estableci-dos de tensión y frecuencia. Mientras, que de acuerdo con la Disposición final segunda del presente Real Decreto, no se hayan dictado las instrucciones técnicas, se aceptarán a todos los efectos los procedimientos procedimientos establecidos y los certificados realizados por los propios fabricantes de los equipos. e) En caso de que las funciones de protección sean realizadas por un programa de software de control de operaciones, los precintos físicos serán sustituidos por certificaciones del fabricante del inversor, en las que se mencione explícitamente que dicho programa no es accesible para el usuario de la instalación. ARTÍCULO 12.Condiciones 12.Condiciones de puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas La puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas interconectadas se hará siempre de forma que no se alteren las condiciones de puesta a tierra de la red de la empresa distribuidora, asegurando asegurando que no se produzcan transferencias de defectos a la red de distribución. La instalación deberá disponer de una separación galvánica entre la red de distribución de baja tensión y las instalaciones fotovoltaicas, fotovoltaicas, bien sea por medio de un transformador de aislamiento o cualquier otro medio que cumpla las mismas funciones, con base en el desarrollo tecnológico. Las masas de la instalación fotovoltaica estarán conectadas a una tierra independiente de la del neutro de la empresa distribuidora distribuidora de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico Electrotécnico para Baja Tensión, así como de las masas del resto del suministro. ARTÍCULO 13.Armónicos y compatibilidad compatibilidad electromagnética Los niveles de emisión e misión e inmunidad deberán cumplir con la reglamentación reglamentación vigente, incluyéndose en la documentación mencionada en el artículo 3 los certificados que así lo acrediten. Disposición adicional única. Aplicación de normativa supletoria En todo lo no previsto por el presente Real Decreto, las instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a la red de baja tensión se regirán por el Real Decreto 2818/1998, de 23 de diciembre y por los reglamentos y demás disposiciones en vigor que les resulten de aplicación. No obstante, no les resultará aplicable la Orden del Ministerio de Industria y Energía de 5 de septiembre de 1985 sobre normas administrativas administrativas y técnicas para el funcionamiento funcionamiento y conexión a las redes eléctricas de centrales hidroeléctricas de hasta 5.000 kVA y centrales de autogeneración eléctrica. Las instalaciones fotovoltaicas fotovoltaicas no vendrán obligadas a cumplir otros requisitos técnicos que los que
vengan exigidos por la normativa a que se refiere el párrafo anterior. 12. Conclusión El ser humano desde sus orígenes viene aprovechando los recursos naturales para transformarlos y así hacer uso de ellos para sus propios intereses. Estos recursos recursos energéticos se han ido ampliando en el tiempo a medida que el ser humano ha ido aumentando sus conocimientos sobre medio que les rodea y aprovechando mejor dichos recursos. El hombre ha contaminado siempre, pero a partir de la revolución industrial industrial sus niveles de contaminación contaminación crecieron estrepitosamente estrepitosamente a un ritmo ritmo alarmante, de tal manera manera que el planeta no es capaz de regenerar los recursos que se están consumiendo, consumiendo, y tampoco de absorber la gran cantidad de contaminación a la cual está siendo sometida actualmente. Este brutal incremento en la contaminación es debido al uso de los recursos fósiles, que a causa de su gran rendimiento energético y a su abaratado coste, ha sido objeto de una sobre-explotación que ha hecho sombra a todas los demás fuentes energéticas del planeta. Este uso incontrolado incontrolado de los recursos fósiles ha ocasionado graves e irreparables irreparables daños a nuestro planeta, tales como la desertización o el temible cambio climático que amenaza con destruir a corto y medio plazo gran parte de la diversidad biológica de nuestro planeta, sin olvidar los grandes conflictos y tensiones provocados en nuestra sociedad por controlar dichas fuentes de energía fósiles. Todo este cúmulo de problemas a llevado a una concienciación concienciación de la población que cada día ve mas reticente la dependencia de estos recursos energéticos, y ven la necesidad de nuevas alternativas energéticas energéticas mas limpias y menos contaminantes. Estas nuevas energías limpias son las conocidas como Energías Energías renovables que tiene la capacidad de ser inagotables y respetuosas en su gran mayoría con el medio ambiente. Dentro de estas energías encontramos la Energía solar fotovoltaica , la cual aprovecha las radiaciones solares solares para convertirla en electricidad. Con la ventaja que esto supone, ya que el sol es una fuente inagotable de energía que además de ser limpia posee la ventaja de que incide en mayor o menor grado en toda la superficie del planeta. La energía solar fotovoltaica es hoy día una alternativa prometedora, prometedora, ya que todavía no se a conseguido unos niveles demasiado altos de aprovechamiento de la radiación solar, solo se aprovecha en torno al 20% de la radiación incidente sobre los paneles, bien es cierto que en prototipos ya se a llegado a alcanzar un 35% de aprovechamiento. Aún así es rentable a medio y largo plazo ya que la durabilidad durabilidad de una instalación instalación fotovoltaica fotovoltaica esta entorno a unos 40 años y su mantenimiento es bajo.
Hoy con los avances tecnológicos que se están produciendo, produciendo, esta forma de aprovechamiento aprovechamiento de la energía solar que no olvidemos que es gratuita ,es cada día mas rentable y junto con el resto de energía renovables renovables ya hoy día son ya una alternativa al petróleo petróleo en algunos lugares del del mundo que por diversas causas están mas alejados de la red eléctrica y su abastecimiento depende un incremente de estas fuentes inagotables de energía.
