Cómo alimentar una instalación solar aislada
El modo de vida actual, lleno de estrés y urgencias, ha hecho que cada vez más personas consideren la alternativa de una vida tranquila y alejada del bullicio de los centros urbanos. Es por ello que las viviendas fuera de red, u off-grid, están experimentando un repunte en los últimos años, ya que han sido vistas como un escape de la vida diaria. Sin embargo, esta libertad y aislamiento vienen con una limitación: la dificultad para acceder a la red eléctrica.
Por ese motivo, en este artículo planteamos una alternativa: una instalación solar aislada. Le explicamos cómo funciona, qué beneficios aporta y ahondamos en la normativa al respecto en este artículo.
¿Qué es una instalación solar aislada?
Cuando hablamos de una instalación solar aislada nos referimos a un sistema fotovoltaico que opera de forma independiente a la red eléctrica. Se trata de un sistema que se utiliza principalmente en zonas rurales o áreas remotas, en las que el acceso a la red es limitado, o en proyectos donde se busca alcanzar la autosuficiencia energética.
¿Qué componentes la forman?
Paneles solares. Son los encargados de captar la radiación solar y transformarla en energía en forma de corriente continua (CC).
Inversor. Transforma la energía de corriente continua a alterna (CA), que es la forma que usan los electrodomésticos para funcionar.
Baterías. Almacenan la energía generada para poder garantizar un suministro constante, estable e ininterrumpido, incluso cuando la producción de energía es baja o se interrumpe.
Controlador de carga (opcional). Gestiona la distribución de la energía entre paneles solares y batería para que no haya variaciones de tensión y voltaje, protegiendo la salud global del sistema.
¿Es la mejor opción para una vivienda off-grid?
Sin duda, este tipo de instalación aislada es la mejor opción para una vivienda en una zona remota. La energía solar es una fuente renovable, que no va a agotarse, y limpia, porque no produce residuos tóxicos para el medio ambiente. Es también fiable, ya que el sol sale todos los días, y segura. Por estos motivos, una instalación bien diseñada y dimensionada constituye la mejor opción para cualquier vivienda sin acceso a la red eléctrica pública.
¿Cómo dimensionarla correctamente?
El correcto dimensionamiento de una instalación fotovoltaica es la clave de su éxito, ya que, en el caso de viviendas aisladas, debe garantizar que será capaz de satisfacer la demanda energética, incluso en condiciones de baja radiación solar.
Así pues, ¿cómo dimensionar correctamente una instalación solar aislada?
Conocer la demanda energética de la vivienda
El primer paso es conocer el consumo de energía diario de la vivienda, que podemos saber consultando nuestra factura de la luz. Para ayudarnos, vamos a utilizar como ejemplo una vivienda aislada de dos habitaciones y un consumo medio de 5 kWh diarios, que nos servirá de base para calcular el dimensionamiento de nuestra instalación.
Selección de componentes
La eficiencia de los paneles solares dependerá de la cantidad de sol disponible en la zona. Esto, asimismo, determinará el número de paneles que colocar en nuestro sistema. Sin embargo, siempre es aconsejable sobredimensionar ligeramente el sistema para cubrir las pérdidas de energía causadas por suciedad (por ello es tan importante una correcta limpieza de su superficie), orientación, etc.
En lo referente al banco de baterías, para una instalación aislada se necesita que sean capaces de cubrir el consumo de varios días (entre 1 y 3). Si, por ejemplo, queremos cubrir un consumo de 5 kWh diarios durante 2 días, necesitaremos una potencia de mínimo 10 kWh. Ahora bien, debemos considerar que, para preservar su capacidad, se recomienda no descargarlas completamente, sino en torno al 20% de esta, lo que aumentaría considerablemente la cantidad de baterías que añadir al sistema: deberían ser capaces de cubrir hasta 15 kWh.
Por su parte, el inversor tiene que soportar la potencia pico de energía de la vivienda. Para una vivienda con el consumo de energía que proponemos, un inversor con una potencia alrededor de 3 kWh sería suficiente, ya que generalmente la potencia simultánea es menor a la instalada.
Consideraciones de eficiencia
Por último, debemos hablar de las pérdidas de energía de la instalación solar aislada. De forma general, estas pérdidas se producen durante la conversión de la energía (es decir, tienen lugar en el inversor). Para hacerles frente, debemos considerar un factor de corrección de entre el 30 y el 40%.
Por otro lado, la cantidad de energía que será capaz de proporcionar un panel solar variará según la época del año: la producción de energía no va a ser la misma en invierno, cuando hay menos horas de sol, que en verano. Para zonas con alta radiación solar, como es el caso de España, se puede contar con 5 o 6 horas pico de sol al día.
Así sería el esquema de una instalación fotovoltaica para una vivienda aislada
Con la información proporcionada anteriormente, podemos diseñar nuestra instalación solar aislada:
Componentes
Paneles solares: entre 6 y 7 de 300W de potencia. Así, la potencia total instalada será de entre 1,8 y 2,1 kW.
Controlador de carga MPPT: con un voltaje compatible con la potencia de los paneles y la tensión del sistema (48V) para proteger las baterías de sobrecargas y sobredescargas que puedan dañarlas y reducir su vida útil.
Baterías de litio: una configuración de 3 baterías con una capacidad de 5 kWh podría cubrir fácilmente 2 días de autonomía, teniendo en cuenta las pérdidas de energía.
Inversor: de 3 kWh, para poder cubrir los picos de demanda, y de onda sinusoidal pura para garantizar su compatibilidad con todos los electrodomésticos de la vivienda.
Sistema de cableado: cables, fusibles, sistemas de toma a tierra, etc.
¿A qué normativas se sujeta una instalación solar aislada?
Aunque una instalación solar aislada no esté conectada a la red, esto no la exime de tener que cumplir con ciertas normativas y requisitos legales:
Normativa eléctrica: todas las instalaciones eléctricas, incluida la fotovoltaica, deben cumplir con el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) en España, que establece los requisitos técnicos y de seguridad que debe cumplir.
Certificaciones de los componentes: es importante que todos los componentes de la instalación aislada cuenten con certificaciones oficiales (por ejemplo, CE en Europa) y estén homologados, para garantizar su calidad y seguridad.
Inspección y puesta en marcha: en muchos casos, especialmente si se desea optar a las subvenciones a la energía solar que existen actualmente, es necesario que un instalador autorizado realice una inspección de la instalación fotovoltaica aislada y certifique que esta cumple con todos los requisitos y normativas vigentes.