Fotovoltaico

Esta página está en elaboración, y vamos colgando información a medida que la procesamos.

La vivienda cuenta con una instalación fotovoltaica de 3.8 kW de potencia de inversor, originalmente dimensionada para cubrir la demanda eléctrica de la vivienda y para compensar en términos de carbono equivalente el consumo correspondiente al transporte. Sin embargo, la rápida descarbonización del sistema eléctrico desde que se realizó el dimensionado de este sistema conduce a la situación de que en la actualidad no se compensa (ni tan solo en términos de carbono equivalente) el consumo asociado al transporte. Sería necesario electrificar el transporte (sustituir los vehículos de combustión interna que actualmente estamos empleando por vehículos eléctricos), y desplegar inteligencia en el sistema de transporte, para que la generación fotovoltaica de la vivienda consiguiera equilibrar nuestra componente de consumo energético asociada al transporte. 

El campo solar está formado por módulos fotovoltaicos y paneles solares térmicos integrados, diseñados para su integración en cubierta. El proyecto original contemplaba la integración del campo solar en la cubierta del edificio, pero antes de iniciar la obra modificamos la localización del campo solar por motivos bioconstructivos (mantener una envolvente libre de componentes mecánicos), constructivos (dada la tipología octagonal de la vivienda), y en menor medida bioclimáticos (evitar sobrecalentemientos en la envolvente). El campo solar pasó a ubicarse encima de un cobertizo de madera dedicado a proteger vehículos, bicicletas y biomasa.

En esta página presentamos la información correspondiente all desempeño detallado del sistema fotovoltaico.

Desempeño mensual:

La siguiente figura recoge la evolución del recurso solar disponible, en forma de la irradiación diaria media mensual en plano horizontal (H) y en el plano inclinado de los módulos fotovoltaicos (HT). En la página de Meteorología y Climatología (valores menuales), se puede observar la evaluación de la irradiación solar mensual máxima a lo largo del año, que reproducimos de nuevo aquí por comodidad.

En las dos figuras siguientes mostramos la evolución mensual de la potencia máxima de salida del inverso (PAC,max) y de salida del campo solar (PDC,max), junto con sus correspopndientes valores nominales. varios elementos interesantes de observar en estas figuras:

• • A pesar del sobredimensionado del campo solar respecto a la potencia del inversor (SM = 1.15), el valor máximo de la potencia de salida del inversor queda en muchos meses por debajo de la potencia nominal del inversort, lo cual tiene su repercusión sobre el rendimiento estacional del inversor y del conjunto del sistema.

  • La potencia máxima del campo solar queda todo el año bien por debajo de su potencia nominal en condiciones estándar de ensayo (STC). Puesto que como vimos más arriba, la irradiación solar estándar sobre el plano de apertura de los módulos solares (1000 W/m2) se alcanza e incluso excede a lo largo del año, la menor potencia de salida del campo solar es consecuencia de la divergencia de la temepratura de las células respecto al valor estándar (25ºC). 

El promedio mensual de generación eléctrica diaria del sistema fotovoltaico es el que encontramos recogido en la siguiente figura. Como podemos ver, al comparar con la evolución del consumo eléctrico diario medio mensual, el sistema fotovoltaico prácticamente cubre el consumo a lo largo de prácticamente todo el año, produciendo un excedente de generación en la parte central del año que permite una cobertura parcial del consumo energético asociado al transporte. En algún mes en que se observa una producción menor (como 11/2009), es debido a la ausencia de datos en una parte importante del mes por fallo del sistema de adquisición de datos.

La evolución del rendimiento medio mensual del inversor, aparece recogida en la siguiente figura, comparado tanto con el rendimiento nominal del inversor (máximo), y con el rendimiento promedio europeo habitualmente empleado para representar las condiciones medias de trabajo del inversor. Como podemos observar, el rendimiento medio mensual del inversor queda durante todos los meses del año bien por debajo del rendimiento máximo del inversor, e incluso por debajo del rendimiento medio europeo.

 La siguiente figura recoge la evolución mensual del rendimiento medio del campo fotovoltaico, comparado con los rendimiento de diseño tanto en condiciones estándar de ensayo (STC) como en condiciones estándar de operación (SOC). varias observaciones relevantes respecto a esta figura:

• • En promedio anual, el desempeño del campo fotovoltaico es bastante cercano a los valores de diseño de los módulos, representativo de los valores de rendimiento de la tecnología de silicio policristalino en las fechas en que se adquirieron estos módulos fotovoltaicos.

  • El rendimiento del campo fotovoltaico cae significativamente a lo largo de los meses centrales del año, a pesar de la elevada radiación solar disponible en estos periodos, y como consecuencia directa de las elevadas temepraturas del módulo como consecuencia de la elevada irradiación solar incidente y la elevada temepratura ambiente.

  • En los primeros meses del año 2012 se han experimentado unas condiciones especialmente favorables para la generación del sistema fotovoltaico, consecuencia de la elevada irradiación incidente (prácticamente ningún día nublado - ausencia total de precipitaciones), y las temepraturas relativamente bajas.

Por lo que se refiere al rendimiento total del sistema solar, producto del rendimiento del campo fotovoltaico por el del inversor, la siguiente figura recoge la evolución menusal media.

Las pérdidas en la conexión eléctrica desde el inversor al contador de venta de electricidad colocado en el punto de enganche con la red de distribución eléctrica, la siguiente figura recoge la evolución registrada.

Por lo que refiere a la evolución mensual del factor de capacidad medio del sistema fotovoltaico, la siguiente figura regoge los resultados obtenidos. COmo podemos observar, la evolución mensual de este factor de capacidad es bastante regular, si bien en los primeros meses del año 2012 se observa un incremento significativo asociado a las condiciones meteorológicas favorables para la generación fotovoltaica.

Resulta interesante comparar este factor de capacidad del sistema fotovoltaico, con el que nos proporcionaría un sistema minieólico. Para tal fin, hemos procesado la información de velocidad del viento disponible, junto a la curva de potencia de un aerogenerador Bornay 1500 con una torre del 12 m de altura. Los resultados correspondientes pueden observarse en la siguiente figura. Algunos comentarios relevantes:

• • El factor de capacidad eólico es significativamente inferior al fotovoltaico, incluso con una torre de 12 m de altura que proporciona en un entorno urbano un impacto visual significativamente más elevado que el campo solar (cuya cota máxima es de 5 m de altura).

  • Como ya comentamos anteriormente al presentar la evolución de la la velocidad del viento en el emplazamiento, si bien la percepción local es que se trata de un emplazamiento con recurso eólico significativo, esta percepción se ve falseada por la frecuente aparición de periodos con rafagas de viento elevadas, pero a nivel medio las velocidades estacionales son relativamente bajas, lo cual se confirma con los factores de capcidad relativamente bajos que estamos registrando.

  • Durante los primeros meses del 2012, y especialmente durante el 2/2012, el recurso eólico se mostró significativamente incrementado.

  • En términos generales, los bajos factores de capacidad eólicos para instalaciones mini-eólicas urbanas, tienen repercusiones importantes de cara a la consideración de la aplicación de la tecnología eólica para en régimen de autoconsumo. Discutiremos este aspecto con más detalle en un post del blog de este sitio web.

Respecto al sistema fotovoltaico, otro aspecto que merece la pena analizar es la evolución de las retribuciones bajo el régimen especial de la electricidad generada. La instalación fotovoltaica de la vivienda debería haber entrado bajo el régimen del RD 661/2007, que en la fecha en que se adquirieron los equipos que configuran el sistema fotovoltaico (año 2006 - 2007) proporcionaba una retribución mediante tarifa regulada de 48 c€/kWh (proporcionada con los costes de inversión de los sistemas fotovoltaicos de pequeña escala por aquellos años). Sin embargo, una noche con muy elevado viento en julio del 2007 (junto con un carpintero que no ejecutó correctamente la estructura en la que se instaló el campo solar), provocaron el derrumbe de la estructura con el campo solar que hubo que reconstruir. Y posteriormente, una empresa instaladora poco competente y responsable realizó mal el papelo para la inscripción de la instalación, por lo que tuvimos que rehacer todo el papelo a posteriori con el resultado de que el proceso no se llegó a completar antes del 29/9/2008 en que entró en vigor el nuevo procedimiento del RD 1578/2008, con el famoso registro de preasignación y los cupos de potencia a instalar. De hecho tuvimos el poco afortunado privilegio de ser una de las primeras instalaciones que hicieron de conejito de indias mientras la administración descubría sobre la marcha el procedimiento que habían puesto en marcha. La actuación poco consecuente de la administración, imponiendo sucesivos requerimientos incrementales de ampliación de documentación, hicieron que incluso se nos escapara la primera convocatoria, entrando finalmente en la segunda con una retribución de 34 c€/kWh, a la que posteriormente descubrimos que se le iba a quitar 1 c€/kWh en concepto de representación en mercado (¡de una tarifa regulada!), y recientemente (2012) con la escusa de introducir un cobro adicional en concepto de peajes de generación (0.05 c€/kWh) pasan a facturar también el alquiler del contador, colocándose en conjunto en un pago adicional de 0.26 c€/kWh. El proceso desde entonces ha sido bastante cercano a un calvario:

• • Facturas de generación sin lectura inicial y final, por lo que es prácticamente imposible llevar un seguimiento de la correcta facturación.

  • Procesos de facturación caóticos con continuas emisiones y anulaciones de facturas

  • Cartas de amenaza continuas por motivos diversos (del estilo de 'si no me proporciona esta info en el plazo que le digo, la CNE le retira automáticamente la retribución y se queda fuera del régimen especial'). El último episodio muy reciente fue la recepción de una carta en la que después de casi 4 años de verter y vender la producción en el mercado, se nos anuncia de forma pomposa que se nos va a retirar la instalación de forma inminente del régimen especial por no haber empezado todavía a producir!!: Carrera inmediata y estresada al ministerio para llevarles facturas de venta de electricidad y hacerles ver que estaban en un error...

En fin, que en este contexto tiene interés comparar la generación retribuida con la realmente medida. Las siguientes figuras recogen los resultados para los años 2009, 2010 y 2011. Comentarios relevantes:

• • En el año 2009, los primeros 4 meses están indicados en amarillo porque todavía no se retribuyó la tarifa regulada del régimen especial, sino que supuestamente se retribuían a precio de mercado, si bien tanto la producción (como puede observarse por las 'lecturas' proporcionadas) y las tarifas de mercado que se pagaron eran totalmente carentes de justificación documental.

  • En el año 2009, a partir de mayo (incluido) debía empezar la retribución de la generación dentro del régimen especial. Como puede observarse, en los primeros meses la retribución fué significativamente inferior a la que hubiera correspondido por la producción real.

  • En los años 2010 y 2011, retribución y producción evolucionan de forma parecida (sorprendentemente a pesar del 'caos' de facturación), pero existen algunas divergencias significativas a nivel mensual. 

Desempeño quinceminutal:

Enero-2009

Febrero-2009