Autoconsumo de energía solar fotovoltaica en viviendas

Uno de los aspectos a tener en cuenta en nuestros proyectos de instalaciones eléctricas es la eficiencia energética. Tecnologías como biomasas, geotermia, aerotermia, son importantes y muy demandadas, habiendo ayudas para su instalación. Sin embargo, nos encontramos que una de las energías más limpias y en principio gratuita que nos suministra la propia naturaleza, que es la energía solar fotovoltaica, no hay ayudas a su desarrollo.

En la actualidad hay un programa de ayuda para mejorar la eficiencia energética de los edificios residenciales y hoteleros. PAREER (Programa de Ayudas para la Rehabilitación Energética de Edificios existentes del sector Residencial) impulsado por el IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía). En el que se dan ayudas a acciones como la sustitución de combustible fósil por biomasa. Mejora en los cerramientos, instalaciones de geotermia, pero no se contemplan ayudas para obtener energía limpia mediante placas fotovoltaicas.

Podemos llegar a pensar que la tecnología actual no es adecuada para tratar esta energía, pero esto no es así porque España, por su situación geográfica es un país afortunado para el uso de la energía solar que nos puede proporcionar un potencial suficiente para abastecernos de energía

Entonces ¿con la tecnología actual y los precios existentes en el mercado podríamos abastecer las necesidades de autoconsumo de energía solar fotovoltaica de una vivienda media en España?

Análisis de una vivienda tipo

Para empezar vamos a determinar cuáles son las condiciones constructivas de nuestra vivienda tipo. Es una vivienda unifamiliar aislada, de 100 m2 construidos en una sola planta ocupada por tres personas y con dos cuartos de baño.

La construcción de la misma se ha realizado siguiendo escrupulosamente los criterios que indica el CTE. Toda la energía que se consuma en la vivienda, será eléctrica. La iluminación la realizaremos con puntos de luz LED. Los electrodomésticos estarán clasificados como A++. Y la producción de ACS cumplirá los mínimos indicados por el CTE en cuanto a su porcentaje de producción por placas térmicas solares y consumos. Sobre 28 litros por persona a 60ºC por día y unos mínimos de producción en función de la radiación solar. Para calefactar y refrigerar, usaremos una bomba de calor de las existentes en el mercado, y suelo radiante en toda la vivienda.

Cálculo de los consumos energéticos

Cálculos de los consumos eléctricos (no calefacción ni refrigeración)

Para la determinación de estos consumos, nos hemos basado en un estudio realizado por el IDAE sobre consumos energéticos en 2013, presentando los siguientes valores:

• Iluminación: 315 Kw-h/año, (corresponde al consumo realizado por 60 puntos de luz con tecnología LED de 12 w cada uno utilizados durante 1,2 hora al día)
• Cocina: 912 Kw-h/año (corresponde al consumo realizado por un elemento de cocción de 1000 vatios durante 2,5 horas diarias)
• ACS (Sistemas de producción de calefacción): 1070 Kw-h/año (corresponde al consumo de 28 l/persona y día a 60ºC de los que el 40% mínimo se produce por placas térmicas solares).
• Electrodomésticos: 1912 Kw-h/año ( 775 frigorífico, 236 T.V., 229 lavadora, 246 lavavajillas, como elementos más significativos)

En total nos da un consumo de 4209 Kw-h/año que podemos para nuestro estudio considerar estable a lo largo de todos los meses con un consumo mensual de 350,75 kw-h/mes.

Cálculo de los consumos para calefacción y refrigeración

En este apartado, las estimaciones para calefacción  no son tan sencillas como en el caso anterior. Para empezar el CTE indica unas limitaciones de consumo energético para las viviendas en función de la zona climática y de los metros de la misma, existiendo 5 zonas climáticas (α, A, B, C, D, E) clasificadas en función del rigor térmico.

En cuanto a refrigeración, los cálculos son más sencillo, pues pese a definir cuatro zonas climáticas, (1, 2, 3 y 4) las limitaciones energéticas se sitúan en 15 Kw-h/año/m2 para las tres primeras y 20 Kw-h/año/m2 para la zona 4 más extrema.

El uso de una bomba de calor con un COP 3,5, hace que los consumos en energía eléctrica para abastecer nuestra vivienda sean inferiores a los expuestos, obteniéndose los siguientes datos en Kw-h también mensualizados.

Es decir, estos son los consumos reales de nuestra vivienda en energía eléctrica.

Equipo a instalar

Vamos a apoyarnos en la tecnología actual para poder cubrir nuestro autoconsumo de energía solar fotovoltaica, analizando dos supuestos: vivienda totalmente aislada de la red eléctrica y vivienda a la que podemos suministrar energía eléctrica por red convencional en la que buscaremos con el uso de la energía fotovoltaica, el abaratar nuestro consumo.

En el primer caso, debemos atender la totalidad de las necesidades energéticas, al mismo tiempo que debemos tener una reserva de ella, para cubrir noches y los días en que por causas climáticas nuestras placas fotovoltaicas no generen la electricidad necesaria para nuestro consumo.

En el segundo caso, lo que buscamos es abaratar nuestro consumo de energía eléctrica de forma que la mayoría del consumo le produzcamos nosotros con nuestras placas, sin necesidad de verte el posible exceso de energía que se genere a la red eléctrica.

Amortización de la inversión en autoconsumo de energía solar fotovoltaica

Con los criterios expuestos en los puntos anteriores y las radiaciones solares, los cruzamos con los equipos existentes en el mercado actual:

Teniendo en cuenta que siendo en una vivienda asilada sin suministro de energía eléctrica, y sabiendo que el coste de instalación para una línea aérea de 1 Km y un pequeño centro de transformación aéreo tiene una inversión de 24000 € y de 36000€ si la línea es de 2 Km de longitud, las inversiones previstas por fotovoltaica son adecuadas, máxime cuando el consumo de energía es nulo.

Todos los parámetros referidos a inversión se han estimado para un periodo de 25 años. Eso no significa que a los 25 años tenga que tirar mi instalación y poner otra nueva, sino que hasta los 25 años, el rendimiento previsto tanto de placas, como de baraterías (se supone una renovación total de las mismas a lo largo de este periodo) es el proyectado y la instalación funcionará correctamente.

Autoconsumo de energía solar fotovoltaica en viviendas

Después de ese periodo, nuestras placas irán perdiendo efectividad del orden del 0,4% anual. Pero eso no significa que tengamos que poner otra. A lo largo de ese periodo, las eficiencias energéticas de nuestros electrodomésticos irán mejorando. Y al mismo tiempo que las baterías mejoraran sus rendimientos y bajarán sus costes. Por lo que nuestra instalación seguirá siendo vigente y cubriendo las necesidades energéticas perfectamente.

Si una vivienda está aislada, la opción de poner una instalación fotovoltaica frente a la inversión a realizar de una línea eléctrica, es totalmente viable. Y nos reportará a lo largo de los 25 años entre 10.000 y 27000 de ahorro.

Si por el contrario es una vivienda con suministro de red eléctrica y lo que se busca es abaratar el consumo, el beneficio a lo largo de estos 25 años variará entre 7000 y 24000 euros.

Resumen de lo expuesto

Con la legislación vigente, el autoconsumo de energía solar fotovoltaica, no está legislado, lo que sí está es la producción de energía eléctrica y su conexión a la red, que requiere un proceso administrativo complejo que hemos detallado, amén de un conjunto de absurdas multas que van de 600.000 a 60.000.000 euros por incumplimiento de lo legislado.

No deben ponerse puertas al campo. La tecnología actual permite el uso de autoconsumo, dándose dos circunstancias muy importante para su desarrollo, por un lado las condiciones económicas que padecemos, en los que cualquier ahorro es importante y por otro, la limpieza de la energía solar, que no emite CO2 a la atmósfera, mucho menos contamínante que la biomasa, a la que si se le da apoyo desde las administraciones.