Cómo sacar el máximo partido a una instalación fotovoltaica

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El punto de carga con control dinámico de potencia en función de los excedentes fotovoltaicos y el derivador de excedentes fotovoltaicos

¿Qué son los excedentes fotovoltaicos?

Como podemos ver en multitud de ocasiones en una instalación solar con inyección o vertido cero desperdiciamos producción solar. Esto significa que los paneles solares son capaces de generar más electricidad de la que la vivienda puede aprovechar.

Cuando eso ocurre, tenemos tres opciones:

  1. Desaprovecharlo, tener el vertido cero activado y enviar la orden al inversor solar para que no genere esa producción, puesto que no es necesaria.
  2. Inyectarla a la red. Desactivar el vertido cero, y todo aquel W que no haga falta para el consumo, se inyecta a la red eléctrica.
  3. Aprovechar ese excedente derivando su trayectoria a un punto de carga de vehículo eléctrico o electrodoméstico/s con carga resistiva. Es decir, disponer de algún modo del dato exacto en todo momento de los kW que nos sobran para inyectar esos mismos kW en el coche eléctrico (siempre y cuando ese excedente sea superior a los 5-6A que admite como mínimo el coche para cargar) o en un electrodoméstico que pueda absorber energía de manera irregular (las resistencias pueden captar tanto 1kW como 500W). Y es aquí donde entran en juego los derivadores de excedentes.

Cómo aprovechar los excedentes: los puntos de carga con control dinámico de potencia

Por un lado, disponemos de cargadores para coches eléctricos con la funcionalidad de carga dinámica regulando la intensidad en función de los excedentes fotovoltaicos: OpenEVSE, Policharger, WallboxOK, etc. Estos cargadores se encargan de aprovechar los excedentes que superen los 5-6A que admite como mínimo el EV para su carga y los introducen en el vehículo en lugar de dejar que esa producción se desperdicie y, además, evitando que la carga se efectúe con energía de la red eléctrica.

Pregunta a nuestro personal técnico si tienes dudas sobre este tema a través de nuestro email.

Cómo aprovechar los excedentes: los derivadores de excedentes

¿Qué son los derivadores de excedentes fotovoltaicos?

Por otro lado, disponemos de los derivadores de excedentes que conocen en todo momento cuánta energía solar está disponible y la reconduce a lo que le conectemos. Puede disponer de datos tanto conectado a inversores solares, como a controles de consumo como Webeee/Mirubee y Shelly EM.

Los derivadores son dispositivos que se conectan a un enchufe entre un radiador/acumulador/termo, etc y la vivienda.

Los derivadores pueden funcionar en cascada. Por ejemplo, tenemos el derivador conectado a un termo de 2000W. Si hoy hace mucho sol y la vivienda no tiene necesidad energética ahora mismo, el derivador estará inyectando 2000W al termo. Si sigue sobrando energía, se activará el segundo derivador y aprovechará esa energía para un segundo radiador, acumulador de calor, termo eléctrico, etc.

Quizá os preguntaréis si la vivienda hará uso de RED en cuanto pase una nube y los derivadores sigan consumiendo la misma energía que antes de aparecer la nube. Pues no, el derivador capta esa bajada de producción y limita su consumo también, para oscilar siempre en consumos que puedan estar dentro del margen de la producción solar. De este modo aprovechamos al 100% la energía fotovoltaica evitando desperdiciarla y se evita que el ACS y/o la calefacción consuman de RED para sus funciones.

¿Cómo podemos sacarles el máximo partido?

El ejemplo que os traemos hoy es de una vivienda de 100m2 con calefacción por aerotermia y dos coches eléctricos. Dispone de una instalación fotovoltaica de 4,6kW situada en Galicia (mismo ejemplo de la entrada “Instalación fotovoltaica en una vivienda unifamiliar. Inversión inicial y producción real: ¿es amortizable?“.

Dicha vivienda pasó el invierno 2019 sin ningún tipo de derivador de excedentes ni punto de carga específico. Sin embargo, desde septiembre de 2020 en adelante se utilizaron 3 derivadores instalados de la siguiente manera:

  1. Un derivador conectado al interacumulador de la bomba de aerotermia. Es una “especie de termo” que almacena el agua caliente de uso sanitario de la vivienda.
  2. Un derivador conectado a un acumulador de calor de 1300W en el salón.
  3. Un derivador conectado a un acumulador de calor de 800W en el dormitorio principal.

El primer derivador se encarga de transmitir la energía solar que la vivienda no necesita y sobra al interacumulador. Esto hace que la bomba de aerotermia evite encenderse en periodos en los que hay excedentes fotovoltaicos.

Muchos se preguntarán que para qué utilizar este sistema si la aerotermia de por sí es muy eficiente. Y así es. Una bomba de aerotermia es capaz de calentar un depósito de ACS en tiempo récord y con un consumo muy bajo, pero no puede adaptar su consumo a la producción solar. Es decir, si la bomba de aerotermia necesita 1000W para calentar el depósito pero sólo dispone de 200W de producción solar, cogerá 800W de red el tiempo que requiera su funcionamiento. Resulta menos eficiente calentar el depósito de agua con resistencias porque tarda más tipo y consume más, pero si esa energía sobra en la vivienda y se produce con sol, es mucho mas limpio y saludable escoger esta opción. Un derivador de excedentes sí puede inyectar 200W al termo (a sus resistencias) y NO consumir absolutamente nada de red para calentar el agua. De este modo siempre y cuando haya producción suficiente la bomba de aerotermia se mantendrá apagada y aprovecharemos única y exclusivamente la energía solar para el mantenimiento de temperatura del ACS.

El segundo derivador se encarga de aprovechar la energía que sobra después de que el primer derivador haya calentado el agua para inyectar esa energía sobrante en el acumulador de calor del salón. Esto hará que la temperatura del salón se mantenga alta sin necesitar que la bomba de aerotermia se encienda para abastecer la calefacción de este habitáculo y como los acumuladores tienen la capacidad de almacenar energía en forma de calor en sus ladrillos podremos mantener esta calidez durante horas y evitar que la bomba se encienda en periodo punta (incluso en días muy soleados evitar que se encienda en todo el día).

Lo mismo ocurre con el tercer derivador, solo que éste inyecta la energía que sobra en un acumulador del dormitorio. Como el dormitorio sólo se habita por la noche, el sistema prioriza la energía para el derivador del salón desde primera hora hasta las 13.00 y de 13.00 en adelante la prioridad es el acumulador del dormitorio. De este modo logramos un equilibrio de calor en las dos estancias que hace que no solo aprovechemos mejor la producción solar que sin los derivadores no se produciría, sino que evitamos un gasto eléctrico en horas en las que no disponemos de producción solar (por la capacidad de almacenaje de calor de los acumuladores).

Datos reales de aprovechamiento de producción solar sin derivadores y con derivadores:

Vamos a trasladaros datos comparativos entre tener una instalación como la de nuestro ejemplo sin optimizar con absolutamente nada (ni puntos de carga con control dinámico de potencia ni derivadores de excedentes fotovoltaicos) y el contrapunto, con ambas cosas instaladas (en este caso un OpenEVSE y los tres derivadores que comentábamos en el apartado anterior).

Empecemos por los datos de producción solar. Si nos fijamos en la siguiente gráfica, que nos determina los kWh producidos por la instalación fotovoltaica en el último año, vemos que la tendencia ha ido en aumento, es decir, cada vez producimos más energía con la misma instalación. Este es el primer síntoma de que estamos sacándole más partido a la instalación.

En segundo lugar vemos que específicamente en los meses fríos hay una diferencia sustancial entre la producción sin optimizar (a la izquierda) y la optimizada (a la derecha). Vamos a ver si esto va en línea con el consumo de la bomba de aerotermia en la siguiente imagen.

Producción solar total en kWh:

Consumo absoluto de la bomba de aerotermia en kWh:

Como podemos observar, queda claro que la tendencia de la bomba es a consumir cada vez menos, la diferencia es abismal. Todos esos kWh que antes consumía la máquina ahora nos los ahorramos estando seguros de que son 100% limpios.

¿Merece la pena ampliar una instalación fotovoltaica?

Para este ejemplo si nos planteamos aumentar el número de paneles, analizando el aumento de producción mediante la página de predicción vemos que el incremento que alcanzaríamos en invierno (que es cuando necesitamos mayor producción) sería de una media de 20 kWh al mes (menos de 1kWh al día). En verano dispararíamos la producción pero sin necesitarla.

¿Realmente nos compensa dicha inversión para el reporte que vamos a obtener?

En las instalaciones fotovoltaicas comunes (sin optimizar con elementos como los que os hemos explicado en esta entrada) aparecen ocasiones en que la energía no se aprovecha al 100% ni siquiera en invierno. Sin embargo, apostar por hacer lo más eficiente posible la instalación y la vivienda dotándolos de un sistema domótico, como por ejemplo “domoticz“, siento gratuito y de código abierto, permite alcanzar un nuevo nivel en cuanto a la producción solar y su aprovechamiento.

La domótica: el presente y futuro de la eficiencia energética

Existen distintas alternativas para domotizar las viviendas a un precio muy muy económico. Al igual que las instalaciones solares, la domótica ha avanzado tanto que sus precios han caído en picado y lo que antes requería una inversión de cientos de euros ahora se consigue por menos de 20.

Existen opciones de código libre y gratuito como Domoticz, Home Assistant, etc que permiten la integración de multitud de dispositivos en el sistema para interactuar entre ellos de manera manual o de manera automática.

Para el ejemplo que os hemos detallado, gracias a este sistema se integra el sistema fotovoltaico, el cargador del coche, los derivadores de excedentes y un sinfín de posibilidades para:

      • Conseguir disminuir el consumo de la vivienda en cuanto a aerotermia,
      • Gestionar la carga de los vehículos eléctricos sólo con excedentes fotovoltaicos,
      • Mover los consumos de los electrodomésticos a momentos de alta producción solar de manera autogestionada por el propio sistema,
      • Monitorizado los consumos, tendencia y evolución de la vivienda y la instalación solar, etc. para tomar decisiones rápidamente en caso de que se le pueda sacar más partido al sistema.

Pregunta a nuestro personal técnico si tienes interés en este tema a través de nuestro email.

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