Guía de diseño y montaje instalaciones solares fotovoltaicas [respondo preguntas]

Cita de santaklaus03

Buenas días shurs:

En primer lugar, decir que me dedico al diseño y montaje de instalaciones solares fotovoltaicas y, a raíz de la crecientes dudas de la gente sobre estas instalaciones, he pretendido hacer un post explicando todo lo que pueda sobre estas instalaciones. También me dedico y he montado instalaciones con aerogeneradores y centro de transformación y superviso el mantenimiento de varias de estas instalaciones.

Aviso, no es SPAM de curro, si alguien quiere una oferta seria o concreta que me avise por privado, con datos y con calma (trabajo en zona La Rioja y proximidad). Esto lo hago de forma desinteresada para solucionar las dudas que pueda.



1.-TIPOS DE INSTALACIONES:

A: Instalaciones aisladas de la red. Son las instalaciones con un sistema de generación en la que la energía se almacena en baterías par aconsumir cuando se necesite. Están desconectadas de la red eléctrica.





B (tipo 1): Son las instalaciones destinadas al consumo propio, no dada de alta en el registro de producción y conectada en el interior de la red del consumidor. Conectada a la red eléctrica pero sin vertido de excedentes de generación y con potencia de generación de hasta 100kW.


B (tipo 2): Son instalaciones destinadas al consumo propio y vertido de excedentes de generación si son superiores al consumo. Deberán disponer de un equipo de medida bidireccional que mida la energía generada neta, un equipo que registre la energía consumida total por el consumidor asociado y, un equipo bidireccional ubicado en el punto frontera de la instalación.




2.-FUNCIONAMIENTO:
En primer lugar la luz solar incide en los paneles o módulos solares fotovoltaicos formados por silicio cristalino semiconductor. Este material posee un efecto fotoeléctrico, de tal modo que transforma la luz solar en energía eléctrica de corriente continua.

El aerogenerador o molino de viento transforma las corrientes de aire mediante el giro de las palas en corriente eléctrica.

Posteriormente, esa electricidad debe acumularse en una batería o acumuladores para disponer de ella durante los momentos en los cuales no haya suficiente luz o viento o para aportar más energía cuando la que se consuma sea superior a la que se genera mediante el sistema.

Entre los sistemas de generación (paneles solares y aerogenerador) y las baterías es necesario incluir un regulador de carga. Este mecanismo se encarga de:
- Cortar la carga de las baterías cuando éstas se encuentran totalmente cargadas y no se consuma energía.
- Cortar el vaciado de las baterías cuando se encuentren en su valor mínimo de carga para evitar que se descarguen demasiado.
- Regular la energía que deben aportar los paneles, el aerogenerador y las baterías cuando se consuma energía.

Finalmente, la energía generada y la acumulada se consume en diferentes aparatos. Sin embargo, la mayoría de ellos trabaja a corriente alterna 220V y 50Hz mientras que la energía se genera en corriente continua a 12V o 14V, por lo que se instala un inversor, pudiendo entonces alimentar equipos como televisores, pantallas, lámparas, etc.







3.-NECESIDADES PARA EL DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN:
1.- Conocer los consumos:
a) La potencia de los equipos y las horas de uso de fundamental. Nota: Lo que más consume son los equipos de frío y calor (frigorífico, horno, estufa eléctrica, etc)
b) Estacionalidad: Si se trata de un proceso industrial, agrario o residencial de verano, de fin de semana o de uso anual.


2.-Conocer la ubicación de los paneles o del aerogenerador: Los paneles deben ir orientados al Sur y con una inclinación de entre 10º y 45º a ser posible. Los aerogeneradores deben ir en zonas altas libres de arbolado y sin afecciones de construcciones entre al menos a 3 o 5 metros.





4.-COSTE DE INSTALACIÓN: (PVP APROXIMADOS)

a) SISTEMA AISLADO DE RED PARA AUTOCONSUMO MONOFÁSICO CON BATERÍAS:
a.1) 0,6kWp mediante 2 paneles, inversor de 2,3kW e instalación superpuesta al tejado, batería de 48V 660Ah y aerogenerador de 250W: 8.100€
Generación energética estimada: 742kWh al año (582kWh solar y 160kWh eólico)


a.2) 1,2kWp mediante 4 paneles, inversor de 4,0kW e instalación superpuesta al tejado, batería de 48V 880Ah y aerogenerador de 800W: 11.100€
Generación energética estimada: 2.021kWh al año (1.167kWh solar y 854kWh eólico)


a.3) 0,6kWp mediante 2 paneles, inversor de 4,0kW e instalación superpuesta al tejado, batería de 48V 880Ah y aerogenerador de 1,5kW: 11.200€
Generación energética estimada: 2.277kWh al año (582kWh solar y 1695kWh eólico)




b) SISTEMA CONECTADO A RED PARA AUTOCONSUMO MONOFÁSICO SIN BATERÍAS:
b.1) 1,6kWp mediante 5 paneles, inversor de 1,5kW e instalación superpuesta al tejado: 2.400€
Generación energética estimada: 1.650kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 165€/año
Amortización (sin incrementos): 14,5 años


b.2) 3,52kWp mediante 11 paneles, inversor de 3,0kW e instalación superpuesta al tejado: 4.400€Generación energética estimada: 3.872kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 387,20€/año
Amortización (sin incrementos): 11,4 años


b.2) 7,68kWp mediante 24 paneles, inversor de 7,0kW e instalación superpuesta al tejado: 8.200€
Generación energética estimada: 8.448kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 844,80€/año
Amortización (sin incrementos): 9,7 años

Nota: Para sistemas en los que haya tejado plano y sea necesario realizar una estructura inclinada sobre el mismo (en vez de superpuesto), el coste es aproximadamente un 5% superior.



c) SISTEMA CONECTADO A RED PARA AUTOCONSUMO MONOFÁSICO CON BATERÍAS:
c.2) 3,52kWp mediante 11 paneles, inversor de 3,0kW e instalación superpuesta al tejado y batería de 2,4kWh: 7.100€Generación energética estimada: 3.872kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 387,20€/año
Amortización (sin incrementos): 18,3 años


c.2) 5,76kWp mediante 18 paneles, inversor de 5,0kW e instalación superpuesta al tejado y batería de 4,8kWh: 11.000€
Generación energética estimada: 6.336kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 633,60€/año
Amortización (sin incrementos): 17,4 años



d) SISTEMA CONECTADO A RED PARA AUTOCONSUMO TRIFÁSICO SIN BATERÍAS:
d.1) 5,76kWp mediante 18 paneles, inversor de 5,0kW e instalación superpuesta al tejado: 7.000€
Generación energética estimada: 6.336kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 633,60€/año
Amortización (sin incrementos): 11,0 años


d.2) 11,52kWp mediante 36 paneles, inversor de 10,0kW e instalación superpuesta al tejado: 11.800€
Generación energética estimada: 12.672kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 1.267,20€/año
Amortización (sin incrementos): 9,3 años



e) SISTEMA CONECTADO A RED PARA AUTOCONSUMO TRIFÁSICO CON BATERÍAS:
e.1) 6,4kWp mediante 20 paneles, inversor de 5,0kW e instalación superpuesta al tejado y batería de 11kWh: 17.400€
Generación energética estimada: 7.040kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 704,00€/año
Amortización (sin incrementos): 24,7 años


e.2) 11,52kWp mediante 36 paneles, inversor de 10,0kW e instalación superpuesta al tejado y batería de 22kWh: 30.300€
Generación energética estimada: 12.672kWh al año
Ahorro estimado con aprovechamiento de 100% a 0,10€/kWh = 1.267,20€/año
Amortización (sin incrementos): 23,9 años





5.-VIDA DE LA INSTALACIÓN:
Módulos solares: La vida media de los paneles de 25 años y la gran mayoría de los fabricantes garantizan una pérdida máxima de producción de 1% anual, algunos incluso otorgan garantía de fabricante de 5 años y mejor.




Baterías:
- AGM: son baterías para pequeñas aplicaciones, para potencias de hasta 40 Ah en 12V. Son baterías solares con un buen precio teniendo en cuenta que suelen tener una vida útil de aproximadamente 5 años


- Plomo-ácido: buena relación potencia/precio. Aproximadamente 7 años, aunque pueden ser hasta 12 años si son de vaso y se mantienen adecuadamente


- GEL: Son baterías muy caras y con una vida útil muy larga, aunque con un precio elevado. Vida útil de más de 10 años


- Litio: Muy caras, pero con un peso y volumen muy reducido, una vida útil de 5000 ciclos y sin efecto memoria ni de descarga profunda.





6.-MANTENIMIENTO:
Módulos solares: Lavar con agua. No usar productos químicos ni abrasivos. Pueden destruir la estanquiedad del panel y deteriorar las células de silicio.



Aerogeneradores: Limpieza y engrase periódico. Comprobación y reencintado de las palas cuando sea necesario. Sustitución de rodamientos, escobillas y demás.



Baterías:
- AGM: no necesitan mantenimiento
- Plomo-ácido monoblock: Se debe de rellenar el electrolito y limpiar el sulfato de las conexiones.
- Plomo-ácido de vaso 2V (OPZS): Se debe de rellenar el electrolito y limpiar el sulfato de las conexiones.
- GEL: limpiar el sulfato de las conexiones
Nota: Intentar no realizar descargas profundas siempre que sea posible en todas las anteriores, salvo en las baterías de litio.
- Litio: no necesitan mantenimiento


Protecciones y cuadros: Realizar una medición de las tensiones de CC y CA y, si es posible, termografía de los elementos en funcionamiento.








7.-FAQ:
Pregunta 1: Vale, me he leido el tocho (o no), pero yo quiero saber si me conviene poner paneles solares en el chalé que tengo en el monte.
Respuesta 1: Si no tienes suministro eléctrico a la red, una conexión en Baja Tensión puede costar entre 200€ y 3000€ según la obra que haya que hacer y uno en Alta Tensión (si estás a más de 150-200 metros de la población más cercana) no bajará de 15.000€ así que en esos casos es muy recomendable.


Pregunta 2: ¿E instalar un sistema de autoconsumo en mi casa que tengo dentro de la zona urbana? Ya pago por la factura y me interesa descontar lo que pueda.
Respuesta 2: Si ya tienes suministro eléctrico en Baja Tensión, depende de lo que necesites la rentabilidad para instalaciones pequeñas (monofásicas) sin baterías es una amortización entre 10 y 15 años.


Pregunta 3: No me aclaro mirando los precios estimados de PVP de las instalaciones. Dame un resumen.
Respuesta 3: Para una instalación aislada de red que necesite baterías el precio puede variar entre 3.000€ para 4 paneles y 2 baterías monoblock que darían suminstro para una pequeña bomba, alumbrado de un merendero y hasta una TV o 11.000€ para un aerogenerador de 1,5kW para un chalét equipado con horno microhondas y frigoríco. Para una instalación conectada a red en la que quieras reducir la factura eléctrica, empieza a ser rentable por encima de los 5.000W instalados con una amortización aproximada de 10 años y un coste de 6.000€.


Pregunta 4: Me han dicho que los tramites administrativos son un engorro y otros me dicen que son sencillos ¿Cuál es la verdad?
Respuesta 4: La legislación española no tiene balance neto y las compañías eléctricas te pondran infinidad de trabas para realizar tu instalación. Lo más sencillo de tramitar son instalaciones aisladas o de hasta 15kW o de mayor potencia pero sin vertido de excedentes, pero de entre 6 meses y 1 año es dificil que bajo el plazo.


Pregunta 5: ¿Que es eso del vertido cero?
Respuesta 5: El vertido cero, no vertido o sistema de no inyección a red consiste en una proteción que se pone en el inversor para garantizar que nunca genera más energía que la que estás consumiendo. Es decir, no generas toda la energía y de ella consumes lo que necesitas y viertes lo sobrante a la red. Pierdes algo de producción pero lo trámites administrativos son más sencillos y según tu instalación te puede compensar.

Cita de Karasu Tengu

¿Vertido cero no es que se impide inyectar a la red? En el punto 5 lo dejas algo oscuro en la explicación.

En cuanto a la comparación de costes con respecto a una red de baja desde compañía. Es muy aleatorio. Puede salirte por mil euros, por 3000, o que sea directamente imposible enganchar. En alta tensión es más o menos lo mismo, pero la gente que se mete en eso suele tener más idea de por dónde van a ir los tiros.

Cita de killertdi

tengo luz normal y quiero poner una instalacion que de corriente solo a un aparato de aire acondicionado, ¿tengo que darlo de alta?

Cita de Dawinch

En serio el horno solo gasta un 1% más que el ordenador?... no me cuadran esos porcentajes...

Cita de killertdi

tengo luz normal y quiero poner una instalacion que de corriente solo a un aparato de aire acondicionado, ¿tengo que darlo de alta?

Cita de b0ss

Que currada, pillo sitio

Cita de Son1k

Precios bastante inflados no? Te refieres a contratar una empresa que te robe un poco no?

Comprando tú todo y poniéndolo te sale a mitad de precio fácil

Cita de Dawinch

En serio el horno solo gasta un 1% más que el ordenador?... no me cuadran esos porcentajes...

Cita de s0d44u

¿Crees que Tesla logrará mejorar sus baterías (Powerwall) y techo solar a la vez que reducir su precio como para que sea mínimamente rentable su instalación? De ser así, ¿de qué plazo crees que hablamos?

Cita de santaklaus03

Pregunta 4: Me han dicho que los tramites administrativos son un engorro y otros me dicen que son sencillos ¿Cuál es la verdad?
Respuesta 4: La legislación española no tiene balance neto y las compañías eléctricas te pondran infinidad de trabas para realizar tu instalación. Lo más sencillo de tramitar son instalaciones aisladas o de hasta 15kW o de mayor potencia pero sin vertido de excedentes, pero de entre 6 meses y 1 año es dificil que bajo el plazo.

Cita de Son1k

Precios bastante inflados no? Te refieres a contratar una empresa que te robe un poco no?

Comprando tú todo y poniéndolo te sale a mitad de precio fácil

Cita de opqa

Falso. Lo tiene desde hace relativamente poco, pero ya es posible. La compañía por otro lado puede decir misa, pero tiene que cumplir con la ley igual que tú.

Cita de Genark

Parece que son con IVA los precios. En las conectadas a red de paga más o menos eso (1'20 el W aprox, depende de varios cosas). A más vatios menor el precio por vatio.

Donde veo un poco de sobreprecio es en las aisladas...

Y lo de comprarla y ponerla tu está bien si tienes conocimientos, para una persona normal con escaso conocimiento de electricidad vale más la pena gastarse un poco más y que se las pongan. Sobretodo las protecciones, no vaya a ser que luego pase algo...

Cita de santaklaus03

Vale, desde hace poco y te lo compro.
La compañia cumplirá con la ley, porque no le queda otra, pero estaremso de acuerdo en que facil no te lo va a poner. Respecto a los trámites, el sistema de taifas de España puede resultar caótico.




Sí, son precios finales estimativos con I.V.A. Los costes de aislada son caros porque las baterías son caras y aquí son necesarias sí o sí. Bien es verdad que el precio de los paneles se ha reducido notablemente y si tienes un consumo únicamente de verano o fin de semana se puede plantear un sistema aislado únicamente con energía solar (no eólica) y con poca batería y ser bastante razonable.

Cita de Spy0045

Hombre no estoy muy puesto pero si la vida media son 25 años y la instalación del apartado e se amortiza (sin incrementos) en 24,7 años...

Llámame loco pero a esa instalación no le veo por ningún lado el ahorro,

Supongo además que la amortización ya tendrá en cuenta los cambios de batería y que lo generado sea justamente el valor medio a partir de datos de toda la zona de instalación y no el valor pico de manera constante.

Cita de eisenerz2

Hola shur! Otro por aquí ganándome el pan con fotovoltaica. Normalmente en grandes instalaciones, pero mi suegro instala autoconsumos y bombas solares, y le he echado una mano.

En los pocos años que llevo es apasionante como ha ido cambiando el sector. De inversores monofásicos, onda cuadrada... a paneles de célula partida, bifaciales... Incluso por Holanda he trabajado con optimizadores y sistemas híbridos de fotovoltaica y térmica.

Mi mayor logro, puesta en marcha de inversores de 2'2MW.

Cita de Genark

Bueno, repasándolo no había caído en cuenta de que las baterías que pones son 660 Ah y 48V, eso son 31.68 kWh, me parece una barbaridad para una aislada la verdad... siendo una residencial claro, yo le pondría alguna placa más y bajaría la batería. Aunque claro te hablo con la perspectiva de Alicante, igual allí en la Rioja consideráis más días de nubes y que le puedes extraer menos al sol durante las horas buenas y tiras constantemente de batería... no se. Es el único detalle que me ha chocado.

Aún así muy buen hilo, la poca "crítica" que te he hecho espero que sea constructiva!

Cita de santaklaus03

Felicidades. Yo he vivido la epoca "horrible" de los campos solares de 2008 con inversores monofásicos y sistemas de pésima calidad que ahora pagamos entre los contribuyentes y me alegro de que hayamos ido hacia donde estamos y ojalá siguamos por ahí hasta que todos seamos mas independientes.

Cita de eisenerz2

Sí. Tuve uno de esos hasta el año pasado. Para más inri con seguidores en dos ejes. Por supuesto, la propiedad sacaba el beneficio de las subvenciones y no de la producción. Luego la inversión era casi inexistente.
Eran unos Xantrex Solon monofásicos de 3kV. Me arrepiento de no haberme apropiado de alguno para la parcela. Me dolía verlos pudrirse en una estantería muertos de risa. Total, se fueron sin pagar el año.

Cita de mjnavapo

Buen post @santaklaus03

En un tejado prácticamente plano, orientación sur, de 4m de ancho y 8m de largo. ¿Cuantas placas se pueden poner y cual seria la mejor forma de ponerlas para poder tener el mayor numero de placas sin que se hagan sombra? ¿Que potencia en placas se podría tener?

Debajo de ese tejado hay una habitación donde iría el inversor. ¿Como se conecta el inversor al la instalación eléctrica de la casa?
¿Es solo llevar la tensión de salida del inversor al cuadro eléctrico de la casa? ¿Que sección de cableado? ¿Donde se conecta en el cuadro y si hay que agregar algún componente?
¿O hay que modificar toda la instalación eléctrica de la casa, teniendo que llevar la linea que viene del contador directamente al inversor y de la salida del inversor al cuadro eléctrico? Siendo así habría que llevar dos tiradas de cable de gran sección desde el cuadro eléctrico hasta el inversor. Ademas de quedarte sin suministro eléctrico si algún día se rompe el inversor por ir intercalado.

Cita de BemetaXM

Muchas gracias por toda la información.

Yo tengo una huerta con caseta.
Tengo una batería de 40ah y 12v.
He comprado un inversor de 12v a 220v. Con 300w de potencia.
Estoy mirando placas solares por aliexpres + regulador (100€).

Mi idea es poner 2 luces Led de 20w cada una.

Y una tira led de 10w. Un total de unos 50w de consumo. Puntualmente carga de móvil. O unas baterías externas para usb-led.

Uso la huerta muy ocasionalmente.
Debería comprar una placa de 100w o con una de 50w me bastaría?

Muchas gracias shur y buen hilo

Cita de santaklaus03

Una batería de 40Ah a 12V son 480Wh. Entiendo que es una monoblock negra (corrígeme si no es así) por lo que no deberías de hacerle una descarga profunda y la potencia real disponible sería de 240Wh.
Para instalaciones tan pequeñas puede ser razonable instalar el alumbrado en corriente continua y así no tienes las pérdidas del inversor (hay mucho mercado de alumbrado a 12v y 24v):
https://www.efectoled.com/es/comprar...AaAgW4EALw_wcB
Ya que lo tienes, puedes usar el inversor para el alumbrado y los enchufes o solo para los enchufes (o si usas el enchufe es para cargar el móvil ni eso, ya que con un transformador 12v/5v CC para el móvil te vale).

Volviendo al tema, si es para un uso muy ocasional podemos suponer que no vas a gastar los 240Wh útiles de la batería durante dos días seguidos. No me has dicho dónde está la instalación pero con una radiación "normal" podría recargarse con 50Wp en un día de verano o 5 días de invierno (con 100Wp el tiempo de carga sería la mitad,).

Ah, unas cosas más:
40Ah a 12V (que son 240Wh útiles) te daría para unas 4 horas de 50W de alumbrado y sobrarían 40Wh para cargar el móvil, lo que no está mal
Si vas a usar un regulador de carga todo en corriente continua sin inversor usa algo como esto:
https://www.amazon.es/Demino-Control...55341992&psc=1

Lo único que tienes que tener cuidado es con los tiempos de recarga de la batería.
Espero haberme explicado bien

Cita de BemetaXM

Todo bien explicado.

Ese es el regulador que iba a comprar. Pero no distingo la diferencia entre 10a o 40a. Esto implica la batería no? Es posible que consiga otra batería igual en un tiempo.

Lo de tener todo en 12v lo descarto. Teniendo el inversor con 220v lo prefiero para poder poner unos paneles Led muy majos por 30€ y bien grandes. Además ya lo he comprado.

El regulador trae tomas usb. Puede que las tiras Led pues las use a través de el...

Vivo en el norte. La caseta usare solo en verano cuando realmente si da el sol y se cargará.

He comprado un minivoltimetro para saber estado de la bateria. Y no dejarla caer de Voltios. Cuanto es lo mínimo para no estropear la bateria?

Cita de santaklaus03

He editado el mensaje de arriba (lee el final).
En este enlace te pongo la ficha de ese cargador:
https://es.aliexpress.com/i/32818892910.html
La potencia de un regulador tiene que ver siempre con la potencia en paneles que es capaz de administrar, no de la batería. Si pones una batería grande tardará más tiempo pero ya está. Si pones más paneles, lo quemarás.

Dime qué inversor has comprado porque cada inversor trabaja a una corriente continua de entrada distinta y puede ser que el tuyo trabaja a una más elevada que la que te da el regulador que quieres comprar, ya que ese regulador está ideado para instalaciones pequeñas sin inversor..

La batería de 12V se suele cargar entre 13v y 15v pero es difícil conocer su nivel de carga con un voltímetro (salvo que te de 0V en cuyo caso está totalmente descargada). Lo mejor es tener un consumo razonable y, sobre todo, no hacerle descargas profundas
Si de todas formas quieres una tabla orientativa del nivel de carga, te digo:
Batería al 100% (totalmente cargada) = 12,7 V (voltios)
Batería al 75% = 12,5 V
Batería al 50% = 12,2 V
Batería al 30% = 12 V
Batería descargada = 11,6 V