Fotovoltaica

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Actualizado - 5 de septiembre de 2023

Situación jurídica a 01.01.2021

La nueva Ley de Energías Renovables (EEG) entró en vigor el 1 de enero de 2021, también para los sistemas fotovoltaicos.

Esto significa que el autoconsumo de sistemas fotovoltaicos antiguos y nuevos de hasta 30 kWp inclusive está exento del recargo EEG. Para el autoconsumo de hasta 7 kWp no es necesario instalar contadores inteligentes para la recogida de datos.

Remuneración por la electricidad vertida a la red

La tarifa de alimentación disminuye a medida que aumenta la producción y la fecha de puesta en servicio inicial. Esto significa que cuanto mayor sea la producción del sistema y más tarde se instale, menor será la tarifa de alimentación.

Los sistemas que entren en servicio el 1 de septiembre de 2021 recibirán una remuneración de 0,0725 euros por un máximo de 10 kWp. A 0,30 ... 0,35 euros por kWh de electricidad comprada, la remuneración representa alrededor de 20% del precio a pagar por la electricidad comprada. Cada cual puede decidir por sí mismo si le merece la pena inyectar electricidad a la red.

Puede que tenga más sentido utilizar el Consumo propio ser.

Selección de módulos fotovoltaicos

Mientras que los módulos fotovoltaicos solían ser mucho más caros y mucho menos eficientes, la variedad de diseños, rendimientos, eficiencias, etc. disponibles hoy en día es enorme.

Encontrar el término medio no es fácil, pero puede lograrse.

Elija un fabricante de renombre, un diseño que requiera pocos módulos, ofrezca la mayor eficiencia posible y se acerque lo más posible a la potencia deseada.

El diseño suele ser rectangular, pero difiere en la anchura y la longitud de los módulos. La superficie disponible es, por tanto, el factor limitante a la hora de elegir el tamaño de los módulos. Si se construyen varias filas, hay que tener en cuenta el sombreado de los módulos situados detrás de la primera fila. Hay que planificar una distancia correspondiente entre las filas de módulos para que no se proyecten sombras sobre la fila siguiente cuando el sol esté más bajo. Así se minimiza la superficie útil.

Las distancias necesarias pueden determinarse mediante programas informáticos o, más sencillamente, dibujando.

Los datos necesarios para ello son:

• Geogr. longitud / anchura del lugar de instalación
• Acimut del sol en el solsticio de invierno 12:00 h
• Altura de elevación del borde superior del módulo
• Ángulo de elevación (normalmente 30°)

Una buena documentación al respecto puede encontrarse en este trabajo de Dr.-Ing. Volker Quaschning y Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Hanitsch. Como suele ocurrir, un resultado óptimo siempre lleva asociado un esfuerzo, aunque sólo sea el de familiarizarse con las consideraciones teóricas que lo fundamentan.

Una vez determinados los parámetros, el siguiente paso es encontrar los módulos adecuados. Para un máximo de 7 kW, son adecuados 20 módulos de 350 W cada uno, que pueden conectarse en 2 cadenas de 10 módulos cada una.
Una cadena se refiere a una conexión en serie de módulos. Una tensión MPP (Maximum Power Point, punto de máxima potencia) ejemplar de 35 V en un módulo da como resultado una tensión de entrada al inversor de 350 V CC.

El número de cadenas posibles depende de la elección del inversor. Los inversores pequeños solo tienen un seguidor de MPP y, por tanto, solo permiten la conexión de una única cadena.

Pequeño inversor 1×1

Existen básicamente tres tipos de inversores, los que están conectados a la red o fuera de ella, o una combinación de ambos modos de funcionamiento.

Guiado por la red Los inversores se sincronizan con la frecuencia de la red de 50 Hz. Si esto falla en caso de apagón, dejan de funcionar mientras dure el fallo.

Independiente de la red Los inversores se utilizan en los llamados sistemas autónomos, es decir, sistemas fotovoltaicos independientes que no están conectados a la red pública.

Los inversores que combinan ambos modos de funcionamiento se denominan Híbrido-Por un lado, están conectados a la red pública, pero también, mediante los llamados controladores MPPT, a baterías que se cargan con los módulos fotovoltaicos que también están conectados cuando brilla el sol. En caso de fallo de la red, el inversor híbrido simplemente pasa a funcionar con baterías y mantiene así el suministro de energía dentro de sus límites de carga. Cuando la red pública vuelve a estar disponible, pasa a cargar las baterías.

Detalles técnicos del inversor

Como inversor puede elegirse un equipo trifásico, por ejemplo, un Kostal Piko IQ 8.5 por algo menos de 2.000 euros. Los dispositivos monofásicos solo están disponibles hasta 5 kW, por ejemplo, el Kostal Piko MP plus 5.0-2 a unos 1.200 euros.

Ambos dispositivos tienen cada uno dos rastreadores MPP (conexión de dos cadenas).

¿Qué datos son relevantes a la hora de elegir un inversor?

Fases de entrada

Los inversores más pequeños, de hasta unos 5 kW, suelen ser monofásicos, mientras que los más grandes son trifásicos. Para una conexión monofásica se necesita un cable de tres hilos para la conexión a la red y para una conexión trifásica un cable de cinco hilos.

Potencia nominal CA

La potencia nominal de CA es la potencia máxima del inversor y, por tanto, también la potencia fotovoltaica más alta que se puede instalar. Esto significa que no se pueden conectar más módulos FV a un inversor que su potencia nominal de CA.

Número de seguidores MPP

El número de rastreadores MPP disponibles en un inversor determina el número de cadenas que pueden conectarse. Los inversores más pequeños suelen tener sólo un seguidor de MPP, mientras que los más grandes tienen dos o más. Cuantos más seguidores MPP haya instalados, más caros serán los inversores.

Rango MPP

El rango de tensión de CC especificado aquí define la tensión de entrada de CC máxima posible en el seguidor MPP. La tensión CC sumada de todos los módulos combinados en serie en una cadena no debe superar el límite superior. Si el rango se especifica como 360 ... 600 V, la tensión MPP del módulo FV se describe como 35 V, lo que da como resultado 600 / 35 = 17,14, es decir, es posible un máximo de 17 módulos en serie como una cadena.

Corriente de entrada

La corriente de entrada indica la suma de todas las corrientes de cadena resultantes de la adición de las corrientes MPP de un módulo de cada cadena. Si un módulo FV tiene una corriente MPP de 9,92 A y se instalan dos cadenas, 9,92 + 9,92 da como resultado una corriente de entrada de 19,84 A.
Suponiendo que el inversor sólo pueda gestionar un máximo de 16 A, en la segunda cadena deberán instalarse módulos con una corriente MPP máxima de 16 - 9,92 = 6,08 A.

Tensión de circuito abierto

La tensión en circuito abierto de los módulos fotovoltaicos es siempre superior a la tensión MPP. Es más alta a temperaturas exteriores bajas y más baja a temperaturas altas. Si el inversor indica una tensión de circuito abierto máxima de, por ejemplo, 750 V, la tensión de circuito abierto del módulo no debe superar 750 / 17 = 44 V con 17 módulos instalados.

Eficiencia

La eficiencia describe la eficacia con la que un inversor convierte la tensión continua entrante en la tensión alterna saliente. Sin embargo, como la eficiencia también varía con la fluctuación de la intensidad solar, el conocimiento de la dependencia de la tensión es importante para un diseño correcto. Por regla general, una tensión más baja va asociada a una mayor eficiencia.
En este contexto, utilizar la tensión límite superior del rango MPP es, por tanto, menos eficiente. Por lo tanto, es mejor utilizar una configuración con varios strings, aunque esto suponga un mayor desembolso económico a la hora de adquirir el inversor.