Estudio del grado de automoción directo y diferido en una instalación fotovoltaica de conexión a red de una vivienda

Abstract

[ES] A lo largo de las últimas décadas, los Seres Humanos venimos experimentando cambios significativos, referentes a las necesidades energéticas que demandamos para mantener nuestro elevado ritmo de desarrollo industrial. Para cubrir estas necesidades, nos hemos valido, principalmente, de la producción de energía eléctrica por medio de la combustión de recursos naturales fósiles, como el carbón o el gas. Esta combustión, trae consigo la producción de gases que resultan contaminantes para el medioambiente. Uno de los efectos de estos gases es el denominado efecto invernadero, como lo es el CO2. El efecto invernadero impide que una porción de la radiación solar que incide en la atmósfera sea expulsada de la misma, con el consiguiente incremento de la temperatura global. O lo que es lo mismo, el Calentamiento Global. Las consecuencias del Calentamiento Global, pueden llegar a ser devastadoras para los seres vivos que habitan el planeta. Una muestra de la magnitud de este problema es que en las últimas décadas se han venido celebrando cumbres que reúnen a los principales líderes políticos de la gran mayoría de países del mundo. De dichas cumbres, han salido diversos objetivos referentes a la necesidad de reducir las generaciones de gases de efecto invernadero. Es en este marco de necesidad donde empieza a aumentarse la cantidad de instalaciones de plantas de producción de energía por medio de recursos naturales. Estos son, por el ejemplo, el viento o radiación solar. Entran así en escena las consideradas energías renovables. Entre las diversas energías renovables podemos encontrar la energía eólica o la energía mareomotriz. Sin embargo, entre todas las existentes, una de ellas ha causado un especial revuelo, tanto en términos legislativos, sobretodo en España, como por su acelerado desarrollo a lo largo de última década. Esta es la energía solar fotovoltaica. La energía solar fotovoltaica, producida a través de la incidencia de la radiación solar sobre placas que tienen en su superficie células compuestas por semiconductores fotosensibles, ha tenido numerosos altibajos legislativos a lo largo de los últimos años. Esto, ha terminado en un freno muy significativo en las instalaciones de fotovoltaica en España, principalmente si nos referimos al autoconsumo energético. Sin embargo, el empuje actual, provocado por las altas cantidades de potencia fotovoltaica instalada en los países más desarrollados del mundo, así como en una reducción de los costes de un 80 % en los últimos 5 años, llevan a intuir que es sólo cuestión de tiempo que la industria de autoconsumo se active en España. Es en estas condiciones en las que, intuyendo un cambio legislativo que permita el autoconsumo mediante consumo diferido de energía, vamos a llevar a cabo un estudio que nos indique, de la forma más concisa posible, las condiciones óptimas para llevar a cabo una instalación de autoconsumo fotovoltaico en nuestros hogares. El consumo en diferido al que nos referimos, también llamado Balance Neto, consiste en poder verter la producción fotovoltaica excedente de nuestra instalación a la Red Eléctrica. De este modo, los usuarios podrían ahorrarse la instalación de baterías. Lo cual supondría una considerable disminución de los costes de la inversión inicial. A la hora de pensar en las instalaciones de autoconsumo energético, se puede llegar a la conclusión de que cuanto más ajustados estén los consumos máximos de los usuarios a las horas de máxima producción energética, mayor rentabilidad se obtendrá de la misma. Aunque esto es cierto, en este estudio hemos optado por ajustar la producción energética a los hábitos de consumo de los usuarios. Esto se debe a la certeza de que, en la práctica, resulta muy complicado para la mayoría de las personas programar sus consumos en función de la radiación eléctrica de cada día. Resulta evidente, además, que las horas a las que se realizarán los mayores consumos de energía, serán aquellas a las que termina la jornada laboral en España. Es decir, las horas de la noche. Siguiendo estas premisas se comprueba, en el estudio presente, que para una instalación fotovoltaica de 3.6 kWp de capacidad de producción, acoplada a una vivienda unifamiliar con 3.3 kWh de energía contratada, la reducción del precio de la factura eléctrica, puede llegar a ser de un 29% con respecto a una vivienda, con los mismo consumos energéticos, sin instalación fotovoltaica. Llevando un poco más lejos el estudio, se puede afirmar que si la instalación, en lugar de ser de 3.6 kWp, fuera de 1.8 kWp o 5.4 kWp, dicha reducción equivaldría al 14% y al 47% respectivamente. Se comprueba entonces, que la disminución y el aumento del precio de la energía producida, varía proporcionalmente a la potencia instalada si mantenemos los consumos iniciales. Para finalizar, se debía destacar que, si desplazamos consumos energéticos tomados de la vivienda en cuestión, de modo que los más importantes se lleven a cabo en las horas de la noche, llegaremos a ahorros económicos menos proporcionales a los anteriores. Para este supuesto, si la energía producida se ajusta a los consumos medios de la vivienda, el precio final de la factura eléctrica dependerá principalmente de los costes de compra de energía a las horas a las que se desplacen los principales consumos de la vivienda. Así, si el precio de la energía en los momentos de máxima demanda es inferior a la media del día en cuestión, el ahorro económico será mayor al que obteníamos en el supuesto de una producción distribuida a lo largo de la jornada. Si por otro lado, la producción fotovoltaica es mucho mayor a los valores de demanda de la vivienda, podemos considerar que el precio de la factura eléctrica será reducido menos que en el caso anterior. Esto se debe a que, con la venta de energía eléctrica a lo largo del día, resulta aún difícil cubrir el precio de los consumos mínimos que se producen en la vivienda a lo largo del día. Esto se debe a que el precio de la energía vertida a la red, es considerablemente menor al precio de la energía comprada a las Compañías Eléctricas. Al producir más energía eléctrica a lo largo de día, lógicamente la venta de energía será mayor, con la consecuencia, de que el déficit por la diferencia de precios de compra y venta incremente, llevando al usuario a perder una parte de la reducción del precio de la factura eléctrica. Esta pérdida por desequilibrio de precios de compra y venta de energía, ha resultado, en nuestro caso de estudio, mayor a la ganancia conseguida con la acumulación de consumos energéticos a horas en las que la compra de energía resulta más barata que en la media diaria. Por este motivo, para una instalación fotovoltaica de 5.4 kWp, y un desplazamiento de consumos energéticos a las horas de la noche, el porcentaje de ahorro económico por la energía consumida a lo largo del día es de un 45% con respecto al supuesto de no disponer de una instalación fotovoltaica. Esto implica una pérdida del 2% si lo comparamos con el ahorro producido para los mismos kWp de fotovoltaica y unos consumos distribuidos a lo largo del día. Como conclusión final para este estudio del grado de autoconsumo directo y diferido en una instalación fotovoltaica de conexión a red en una vivienda, podemos afirmar que los métodos de análisis llevados a cabo a lo largo del mismo, resultarán interesantes en el futuro para tener una idea de cómo se debe diseñar la potencia de fotovoltaica necesaria para cada usuario, en función de sus patrones de consumo energético.