Recordemos que como autoconsumo entendemos el consumo por parte de uno o varios consumidores de energía eléctrica procedente de instalaciones de generación próximas a las de consumo y asociadas a las mismas.
En términos generales, el sistema de generación utilizado puede ser cualquiera de los que se encuentren disponibles en el mercado y serán los requisitos y la aplicación concreta de la tecnología la que determine cual es la más adecuada.
Para ayudar en la decisión de la tecnología de generación de autoconsumo, vamos a revisar el estado del arte de las principales opciones basadas en fuentes renovables y que pueden tener aplicabilidad en instalaciones de autoconsumo.
Autoconsumo fotovoltaico
La tecnología solar fotovoltaica es la elegida en la mayor parte de aplicaciones de autoconsumo ya que sus características inherentes de modularidad, sencillez de montaje y adaptación a los emplazamientos la hacen ideal para este tipo de aplicaciones, sobre todo en entornos urbanos y sobre cubiertas o tejados.
Los módulos fotovoltaicos para las instalaciones de autoconsumo son los habituales para cualquier generación fotovoltaica
La tecnología predominante sigue siendo el silicio con la incorporación de todos los avances tecnológicos de los últimos años, por lo que las instalaciones de autoconsumo pueden incluir módulos fotovoltaicos basados en células PERC (Passivated Emitter Rear Cell), células partidas (half-cut), Células MBB (Multi Bus Bar), Tecnologías de heterounión (HJT) o cualquier otra tecnología o material que se incorpore al mercado.
En el caso específico de los módulos bifaciales, éstos se diseñan para producir energía por ambas caras y cuentan con células también en la cara trasera, de manera que son capaces de aprovechar también la radiación solar reflejada con el consiguiente incremento de la producción y pueden utilizarse igualmente en las instalaciones de autoconsumo.
Sin embargo, en la utilización de estos módulos es fundamental la forma de instalación (con estructuras que no produzcan sombras traseras) y el albedo del suelo, es decir, el porcentaje de radiación que puede reflejar respecto a la radiación que incide.
Por estas razones, los módulos bifaciales se destinan más a superficies industriales planas o sobre suelo que en entornos residenciales.
Las estructuras para soporte de los módulos fotovoltaicos para autoconsumo son fundamentalmente fijas y han evolucionado hacia estructuras funcionales, ligeras y rápidas de instalar.
En el caso de cubiertas inclinadas se colocan coplanares al tejado existiendo multitud de kits y sistemas de sujeción apropiadas para cualquier tipo de tejado (teja, metálica, panel sándwich, pre-montados de uralita, metacrilato etc…).
En el caso de cubiertas planas o sobre suelo existen también opciones prefabricadas lastradas o diseños realizados personalizados para cada caso.
Es posible utilizar seguidores en las instalaciones en suelo, que serán semejantes a los seguidores para instalaciones convencionales (la mayoría seguimiento en un eje E-W) adaptados convenientemente en caso de módulos bifaciales.
Mención especial merecen las instalaciones de fotovoltaicas flotantes donde los módulos se colocan sobre estructuras que flotan en láminas de agua, fundamentalmente embalses o balsas de riego si bien existen algunas experiencias en mar abierto.
El elemento distintivo de estas instalaciones es precisamente la estructura, que debe ser capaz de adaptarse a las condiciones del nivel del agua y cuyo diseño del sistema de anclajes y fondeo es clave para soportar variaciones de decenas de metros.
Estas estructuras deben ser sencillas y seguras, existiendo opciones que se montan en tierra para posteriormente deslizar acoplándose a las laderas de las balsas que suelen tener una alta inclinación y finalmente desplazando la estructura sobre el agua hasta su posición final.
Estas estructuras además deben soportar la incidencia de rayos UV (con materiales como HDPE con estabilizador UV), las cargas de viento (suele limitarse la inclinación a 5 grados) y el movimiento constante del agua que genera fatiga y cargas mecánicas en la estructura (se soportan gracias a uniones flexibles muchas de ellas de nylon y fibra de vidrio).
El mantenimiento debe ser seguro, suministrando suficiente flotabilidad y estabilidad, y capaz de soportar de forma ordenada los cables e inversores y el peso que estos componentes tienen.
Otra de las aplicaciones más interesantes y con gran potencial de desarrollo es la agrovoltaica, que permite combinar el uso agropecuario de determinadas superficies con instalaciones de generación fotovoltaica.
Estas aplicaciones son especialmente interesantes cuando la generación fotovoltaica se destina al autoconsumo de la propia instalación agropecuaria, por ejemplo, bombeos, carga de equipamiento eléctrico, climatización de invernaderos, secaderos …, obteniendo así mejoras apreciables en la sostenibilidad ambiental de estas actividades.
Por otro lado, los inversores utilizados en autoconsumo no difieren de los inversores utilizados en las instalaciones fotovoltaicas convencionales, más allá de tener por lo general una menor potencia. Habitualmente en autoconsumo se opta por inversores en string, por su menor coste y facilidad de mantenimiento.
En el caso de instalaciones de autoconsumo con acumulación, es necesario disponer de funciones de carga y control de las baterías y para ello se utilizan los llamados inversores híbridos que permiten gestionar las baterías desde el mismo equipo inversor.
La presencia de optimizadores de potencia es cada vez mayor en las instalaciones de autoconsumo, para permitir la gestión individual de cada módulo de manera que, si la producción de un módulo se ve perjudicada por sombras u otras circunstancias, esto no afecte al resto de módulos de la serie.
El resto de elementos de las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo (cableados, protecciones, equipos de medida …) no difieren sustancialmente de los habituales en las instalaciones fotovoltaicas convencionales.
Sin embargo, es destacable la cada vez mayor digitalización de las instalaciones de autoconsumo, habiendo realizado los fabricantes un gran esfuerzo por proporcionar herramientas de gestión para las instalaciones que permiten no sólo visualizar los parámetros de la instalación (vía web o app) sino actuar sobre ella modificando por ejemplo las cargas a las que se alimenta (como puede ser la carga del vehículo eléctrico), incrementar la carga del sistema de acumulación, por citar algunas posibilidades.
En nuestra próxima entrega trataremos sobre las tecnologías de generación para instalaciones de autoconsumo eólico.
