Una instalación fotovoltaica con conexión a red es un sistema solar que está conectado a red eléctrica y que depende de las compañías electricas convencionales. En este tipo de instalación, la energía generada por los paneles solares se utiliza para abastecer a los dispositivos conectados a la red. Y el exceso de energía se vierte a la red eléctrica.
Definición de un sistema fotovoltaico de conexión a red
Un sistema de Conexión a Red es un sistema de generación de energía solar que está interconectado con la red eléctrica convencional. Este tipo de sistema utiliza paneles solares fotovoltaicos para convertir la radiación solar en electricidad en corriente continua (DC). Luego, un inversor convierte esta corriente continua en corriente alterna (AC), que es compatible con la red eléctrica.
La característica principal de un sistema de conexión a red fotovoltaica es que puede suministrar electricidad tanto a los consumos de su hogar como a la red eléctrica. Cuando la generación solar excede la demanda eléctrica del consumo de su hogar, el exceso de energía se puede inyectar a la red eléctrica. Por otro lado, si la generación solar es insuficiente para cubrir la demanda de los consumos de su vivienda, se puede suministrar electricidad de la red para compensar esta diferencia.
Beneficios de los sistemas fotovoltaicos de conexión a red
La conexión a la red eléctrica proporciona varios beneficios a los propietarios de los sistemas fotovoltaicos.
✅ En primer lugar, permite no depender de sistemas de almacenamiento costosos, como baterías, ya que la energía se puede utilizar directamente de la red cuando sea necesario; es interesante valorar la opción del inversor híbrido de conexión a red el cuál sí que permite la conexión de sistemas de acumulación.
✅ Permite aprovechar las diferentes tarifas que ofrecen las comercializadoras eléctricas como puede ser la batería virtual, una forma de almacenamiento de la energía inyectada para poder disfrutarla en una segunda residencia o en un horario nocturno.
✅ También se puede beneficiar de la compensación de excedentes en facturación para que los consumos en factura sean el mínimo posible.
Fundamentos de los sistemas fotovoltaicos
Energía solar y principios de conversión fotovoltaica
Es esencial comprender cómo funciona la energía solar y los principios de la producción de energía fotovoltaica. Los principales componentes son los captadores solares o placas fotovoltaicas que son las encargadas de captar la radiación solar y producir corriente eléctrica continua, la cual es convertida a corriente eléctrica alterna una vez pasa por el inversor y en última instancia está energía se puede consumir directamente, almacenar en un sistema de acumulación o verter el excedente a la red.
Componentes básicos de un sistema fotovoltaico
Los elementos básicos de un sistema fotovoltaico son:
Paneles Solares
Los paneles solares son el corazón del sistema fotovoltaico. Están compuestos por células solares que convierten la radiación solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Estos paneles están hechos de materiales semiconductores, como el silicio, y vienen en diferentes tamaños y capacidades de generación.
Estructura de montaje:
La estructura de montaje proporciona el soporte y la orientación adecuada para los paneles solares. La estructura debe ser segura, resistente y tener en cuenta factores como la inclinación y la orientación óptima para maximizar la captación de radiación solar.
Inversor:
El inversor es el cerebro de un sistema fotovoltaico. Su función es convertir la corriente continua (DC) generada por los paneles solares en corriente alterna (AC), que es la forma de electricidad utilizada en los hogares y la red eléctrica. El inversor también gestiona el monitoreo del sistema y garantiza la seguridad y eficiencia de la generación eléctrica.
Medidores y sistema de monitoreo:
Los sistemas fotovoltaicos deben incluir un elemento que permite medir la generación de energía solar y la energía consumida. Estos medidores se denominan vatímetros, los cuales proporcionan datos importantes sobre el rendimiento del sistema y el ahorro de energía. Además, un sistema de monitoreo permite supervisar de forma remota el funcionamiento del sistema, detectar posibles problemas y optimizar su rendimiento.
Sistema de cableado y protección eléctrica:
Un sistema fotovoltaico requiere cables eléctricos para conectar los paneles solares al inversor y a la red eléctrica. Se utilizan cables de corriente continua para el lado de los paneles solares y cables de corriente alterna para el lado del inversor y la conexión a la red. Además, se incluyen dispositivos de protección ya que el circuito de fotovoltaica debe ser independiente de los demás circuitos de electrificación, además deben estar diferenciados en la parte de corriente continua, como fusibles y portafusibles, y corriente alterna, como diferencial y magnetotérmico, para garantizar la seguridad del sistema y proteger contra sobrecargas o cortocircuitos.
👉 Es importante tener en cuenta que, además de estos componentes básicos, algunos sistemas fotovoltaicos pueden incluir otros elementos, como baterías de almacenamiento de energía, sistemas de seguimiento solar para maximizar la captación solar o sistemas de gestión de energía para optimizar el consumo y la distribución de la electricidad generada. Los componentes específicos pueden variar según el tamaño, capacidad y las necesidades particulares de cada sistema fotovoltaico.
Diseño de un sistema fotovoltaico de conexión a red
El diseño de un sistema fotovoltaico implica evaluar el sitio y determinar los requisitos previos. Esto implica analizar la superficie disponible, la exposición eléctrica, la carga eléctrica necesaria, la inclinación y la orientación.
A partir de estos datos, se realiza el dimensionamiento del sistema, calculando la capacidad requerida y la cantidad de paneles solares necesarios. La selección de componentes adecuados, como paneles solares de alta eficiencia, inversores confiables y un sistema de monitoreo eficiente, también es esencial para el rendimiento óptimo del sistema.
Evaluación del sitio y requisitos previos
Para determinar la ubicación idónea donde realizar la instalación en primer lugar tendríamos que buscar una orientación sur o lo más sur posible, en segundo lugar la inclinación de la instalación, dependiendo del lugar de la instalación puede variar en torno a los 35º de inclinación de forma óptima, una vez analizados estos datos junto a la superficie disponible se determina la mejor disposición de los paneles solares.
Dimensionamiento del sistema
Para poder dimensionar y determinar el número de paneles solares necesarios para la instalación es imprescindible un histórico de consumos por meses o un listado de consumos horario, se valora las tendencias de consumo sobre todo para los meses de mayor consumo, suelen ser en los meses de invierno y de verano, y poca los meses de menor producción fotovoltaica que son los meses de invierno. Una vez calculado el número de paneles es necesario saber el tipo de acometida que puede ser monofásica o trifásica para seleccionar un inversor acorde al tipo de instalación. Por último se valora el forjado del tejado en función del tipo de estructura y material de instalación necesario para una correcta instalación.
Conexión a la red eléctrica
La conexión a la red eléctrica es un paso crucial en un sistema fotovoltaico de conexión a red. Se deben cumplir normativas y requisitos legales específicos, y obtener los permisos necesarios. Además, se realiza la sincronización y configuración adecuada del inversor para garantizar la inyección segura y eficiente de la electricidad generada en la red.
Normativas y requisitos legales
Cada Comunidad Autónoma y localidad tiene regulaciones específicas que rigen la conexión de sistemas fotovoltaicos a la red eléctrica. Estas normativas pueden incluir requisitos técnicos, permisos de construcción, trámites administrativos y contratos de conexión. Es importante cumplir con estos requisitos para garantizar la conformidad legal y la seguridad del sistema.
Sincronización y configuración del inversor
Antes de conectarse a la red, el inversor del sistema fotovoltaico debe sincronizarse y configurarse adecuadamente. Esto implica asegurarse de que la corriente alterna generada por el inversor esté en fase y en voltaje con la red eléctrica. Además, se deben establecer parámetros de operación correctos, como límites de potencia y protecciones, para garantizar la estabilidad y seguridad de la red.
La conexión a la red eléctrica ofrece varias ventajas en un sistema fotovoltaico. como la capacidad de utilizar la red como almacenamiento virtual para el exceso de energía generada durante el día y compensar la falta de generación solar en momentos de baja producción o incluso en una 2ª residencia.