La gran guía de la energía fotovoltaica – Todo lo que necesita saber sobre las energías renovables

El tema de la fotovoltaica y la energía solar es especialmente importante en el ámbito de la transición energética. La posibilidad de que los particulares generen electricidad y calor mediante la energía solar es un gran paso en el campo de las energías renovables. La tecnología avanza sin cesar, por lo que es aún más importante conocer el tema. Se trata de un ámbito apasionante, sobre todo para los constructores o propietarios. Pero, ¿qué es exactamente la energía fotovoltaica y qué hay que saber sobre ella?

Fotovoltaica: los requisitos para su propiedad

Cuando se planifica un sistema fotovoltaico, el primer paso es encontrar una zona adecuada para el sistema. En este caso se puede considerar una gran variedad de opciones. Las condiciones del emplazamiento también deben permitir que la planta funcione de forma económica. Tampoco hay que olvidar la situación jurídica, porque aquí también hay que tener en cuenta varias cosas. Los constructores y los propietarios que estén interesados en pasarse a las energías renovables deben tratar el tema con detalle.

Fotovoltaica: las opciones de instalación de los módulos

Cuando se planifica una instalación fotovoltaica, la primera pregunta suele ser dónde debe colocarse. Los tejados son los más adecuados, porque estas zonas están disponibles de todos modos y no suelen utilizarse para otros fines. Además, están orientadas al cielo y el sombreado suele ser bastante bajo debido a la elevación positiva. Pero también hay diferencias en los techos. ¿Qué tejado es el más adecuado para conectar la instalación fotovoltaica?

Opciones de instalación en un tejado inclinado

Los tejados inclinados, muy extendidos, ofrecen condiciones ideales para la instalación de un sistema fotovoltaico. Los módulos pueden montarse simplemente en paralelo a la cubierta. La cubierta existente se conserva por completo y sigue cumpliendo la función de protección contra la intemperie y el calor. La instalación a gran escala de módulos fotovoltaicos permite reducir la carga térmica del ático. También existe la instalación en el tejado, en la que los módulos fotovoltaicos están a ras de la cubierta del tejado e incluso la sustituyen parcialmente.

Para todos los constructores de edificios nuevos, existe la posibilidad de instalar módulos fotovoltaicos en sustitución de un tejado ordinario. Además de producir electricidad, también sirven de protección contra la intemperie y, por tanto, sustituyen a la cubierta habitual del tejado.

Opciones de instalación en un tejado plano

Un tejado plano normal también ofrece una opción de instalación ideal para los sistemas fotovoltaicos. A diferencia de los tejados inclinados, la inclinación puede determinarse libremente y no tiene que estar orientada a la inclinación del tejado. La alineación óptima es fácil, permitiendo que la productividad y la eficiencia alcancen su máximo. También en este caso, la instalación no afecta negativamente a la estructura del tejado existente.

Opciones de instalación de sistemas fotovoltaicos integrados en edificios

Sin embargo, los sistemas fotovoltaicos no tienen por qué instalarse en el tejado, ya que existen otras alternativas para utilizar la energía renovable. Una de estas alternativas es la integración de los módulos en la fachada. Para ello se pueden utilizar componentes de fachada, pero también son posibles las marquesinas o similares. Esta alternativa también se denomina fotovoltaica integrada en el edificio (BIPV).

Fotovoltaica: las condiciones individuales del terreno para su propiedad

Una vez que se ha encontrado la zona para la instalación fotovoltaica, se plantea ahora la cuestión de si las condiciones del lugar permiten que la instalación funcione de forma económica. Para ello, hay que tener en cuenta muchos factores que influyen en el rendimiento y, por tanto, en la viabilidad económica del sistema. Esto permite comprobar si la inversión en un sistema fotovoltaico merece realmente la pena.

La influencia de la radiación global

La radiación global es uno de estos factores, ya que indica la cantidad de radiación que incide sobre un metro cuadrado de superficie receptora horizontal en un periodo de tiempo (normalmente un año). Por lo tanto, no es una constante, sino que depende de la hora del día y del año, así como del lugar y del clima. En general, la radiación global es mayor en las latitudes meridionales que en las septentrionales y mayor en verano que en invierno. Las nubes hacen que la radiación global sea sólo una fracción de los valores que tiene cuando el cielo está despejado. Para la planificación de las instalaciones fotovoltaicas, esto significa que la distribución de la radiación global en Alemania varía según el lugar. Así, en el norte de Alemania, la radiación global media es de unos 900-1.000 kWh/m2año, mientras que en el sur es de unos 1.200 kWh/m2año. Una diferencia de alrededor del 20 % sólo en Alemania. A la hora de planificar una instalación fotovoltaica, hay que tener en cuenta la radiación global en cada lugar para estimar la eficiencia de la instalación.

La orientación y la inclinación correctas del tejado

La inclinación y la orientación del tejado son factores importantes que influyen en la eficiencia económica de un sistema fotovoltaico. En un edificio nuevo, la cubierta puede alinearse de forma óptima, pero en los inmuebles existentes hay que aprovechar las condiciones existentes. En este caso, tanto la dirección de la brújula como el ángulo del techo son importantes para garantizar la mayor generación de energía posible. En el caso de los tejados planos, como ya se ha descrito anteriormente, la orientación y la inclinación pueden ser determinadas completamente por el propietario y, por tanto, ajustadas individualmente a los valores correctos. Dependiendo de la ubicación, es mejor una orientación diferente, ya que depende de cada zona. En general, la orientación al sur es la más óptima en la mayoría de los casos. El ángulo de inclinación de 30-35 grados suele ser el más eficaz en las anchuras alemanas, pero también debe determinarse individualmente en función del objeto.

Planificación del sombreado individual

El último factor de localización que influye en la eficiencia económica del sistema fotovoltaico es el sombreado. Este factor se subestima con mucha frecuencia, ya que incluso un poco de sombra puede perjudicar considerablemente el rendimiento del sistema fotovoltaico. Esto incluye especialmente las sombras causadas por los árboles o las casas cercanas, pero también las pequeñas sombras de las chimeneas o las antenas pueden tener un efecto negativo en el rendimiento. En el caso de las sombras más grandes, el sistema debe planificarse con precisión. En el caso de las sombras permanentes más pequeñas, tiene sentido instalar el sistema de manera que no se instale en determinados lugares del tejado. Una pequeña sombra permanente puede reducir el rendimiento de toda la cadena y, por tanto, tener un gran impacto en la eficiencia económica. Por lo tanto, a la hora de planificar, hay que prestar mucha atención a cada una de las sombras de la propiedad e incluirlas en la planificación para evitar que se reduzca el rendimiento.

Fotovoltaica: los aspectos legales

La instalación de un sistema fotovoltaico siempre conlleva aspectos legales, ya que también en este caso existen normas y reglamentos legales que deben seguir tanto los constructores como los propietarios. ¿Qué estipula la ley, qué normas existen y qué deben observar los propietarios de una instalación fotovoltaica?

Permiso de construcción

Los sistemas fotovoltaicos deben cumplir, por lo general, las leyes de construcción. Sin embargo, estos dependen del estado federal respectivo, ya que el derecho de construcción es competencia de los estados federales. Por lo tanto, dependiendo del estado federal, existen normas ligeramente diferentes para la instalación de los módulos. Sin embargo, la mayoría de los estados federales no exigen un permiso de construcción para los sistemas fotovoltaicos instalados en los tejados de los edificios. En este caso, el propietario del edificio es responsable de garantizar que el sistema cumpla con el código de construcción. Por lo tanto, la instalación no está sujeta a una inspección adicional por parte de las autoridades. Sin embargo, los sistemas que se van a instalar en espacios abiertos requieren un permiso de construcción en la mayoría de los estados federales. En este caso, la instalación no debe superar un tamaño determinado, que suele ser de nueve metros de largo y tres de alto. Los sistemas que se van a instalar en edificios protegidos suelen requerir también un permiso de construcción. Averigüe individualmente para su estado federado a qué principios legales está sujeto cuando construye una instalación fotovoltaica.

Fotovoltaica: la planificación individual de su instalación

La planificación de un sistema fotovoltaico requiere muchas consideraciones. Un buen sistema depende de muchos factores y debe estar adaptado a ti. Los aspectos importantes, como la demanda de energía o el tamaño del sistema, deben discutirse y pensarse bien de antemano. ¿Qué otros factores son importantes y qué no debe olvidar nunca al planificar su sistema?

Estimar y calcular la demanda energética y el dimensionamiento correctos

Al principio de la planificación, siempre se plantea la cuestión del tamaño que debe tener el sistema, porque de ello dependen generalmente las condiciones financieras. En primer lugar, tienes que averiguar cuál es tu consumo medio de energía. El sistema fotovoltaico se adapta exactamente a su consumo energético individual. Esto es bastante fácil de averiguar mirando su última factura de electricidad. Esta información puede usarse para determinar otros parámetros que luego llevarán al tamaño requerido del sistema. Utilice nuestra calculadora de paneles solares para el cálculo individual de su consumo de electricidad y el tamaño mínimo resultante del sistema requerido.

El registro de la instalación fotovoltaica ante las autoridades

Si se instala una instalación fotovoltaica conectada a la red, debe registrarse tanto en la Agencia Federal de Redes (BNetzA) como en el respectivo operador de red responsable.

Registro en la Agencia Federal de Redes

La Ley de Energías Renovables (EEG) establece que los operadores de una instalación fotovoltaica deben registrarla en la Agencia Federal de Redes. Esto se aplica tanto al uso propio de la electricidad producida como a la energía que se comercializa directamente. Las ampliaciones de las instalaciones fotovoltaicas existentes también deben registrarse. El registro de las instalaciones nuevas o ampliadas se realiza a través del portal de la Agencia Federal de Redes en Internet, y desde 2011 es también la única forma de registrar las instalaciones fotovoltaicas. Para registrar el sistema en la Agencia Federal de Redes, necesita los siguientes datos:

• Nombre y dirección del operador de la instalación fotovoltaica
• Ubicación de la planta
• Potencia nominal del sistema en kWp
• Dirección de correo electrónico
• El día de la puesta en marcha de la planta

Registre la instalación antes de la puesta en marcha o, a más tardar, el mismo día de la puesta en marcha. Un plazo de dos semanas es suficiente para notificar la instalación a las autoridades.

Consejo: Es necesario registrar urgentemente su sistema fotovoltaico. Si un sistema no se registra a tiempo, el propietario no tiene derecho a la tarifa de alimentación.

Registro en el operador de red

Los sistemas conectados a la red alimentan el excedente de electricidad producida en la red pública. La Ley de Energías Renovables (EEG) prevé una tarifa de alimentación de entre 10 y 13 céntimos por kilovatio hora para esta alimentación. Por lo tanto, antes de la puesta en marcha de la instalación, el operador debe notificar al operador de la red la instalación fotovoltaica y presentar una solicitud de conexión a la red. Se trata de una obligación legal que el operador debe respetar. En el caso de los sistemas que no están conectados a la red, no es necesario informar al operador de la red.

Encuentre la oferta adecuada para usted

Una vez tomada la decisión de instalar un sistema fotovoltaico, sólo queda encontrar la empresa adecuada que le acompañe en el camino de la planificación, la entrega, la instalación y la puesta en marcha. Para ello, es conveniente investigar lo suficiente en Internet, en los periódicos o en los alrededores, pero incluso si encuentras a alguien, debes comprobar primero las condiciones y las cualificaciones.

Reconocer las cualificaciones de un buen instalador solar

La mayoría de los propietarios de sistemas no tienen los conocimientos necesarios para reconocer si un instalador solar es un profesional en su campo o no. No obstante, para que conozca algunos datos que una empresa debe ofrecerle a la hora de instalar su sistema, aquí tiene una lista de lo que debe cumplir una empresa solar profesional.

• La empresa responde con flexibilidad a sus deseos en cuanto a los módulos y no insiste en un producto específico
• La empresa examina su tejado y su casa en persona antes de elaborar un presupuesto
• La empresa sólo le proporcionará un presupuesto en el que se enumeran con precisión todos los elementos individuales y no queda ninguna pregunta sin responder para usted.
• La empresa no te presiona con el tiempo y se toma el tiempo suficiente para responder a todas tus preguntas con detalle
• La empresa le comunica los esquemas eléctricos y le da detalles precisos sobre el registro, la puesta en marcha y el depósito de los permisos
• La empresa realiza previsiones de rendimiento realistas para el sistema que se corresponden aproximadamente con lo que usted mismo ha calculado de antemano.

Fotovoltaica: la economía de las células solares

La eficiencia económica suele determinarse comparando los ingresos y el ahorro. Este es también el caso de los sistemas fotovoltaicos, en los que se distingue entre los costes de adquisición y los de explotación para determinar la viabilidad económica. Aunque los precios de los sistemas fotovoltaicos han bajado mucho en los últimos años, las tarifas de alimentación también se han reducido considerablemente. Pero, ¿qué costes se esperan al comprar una instalación fotovoltaica y qué costes se producirán en los próximos años?

Los costes de adquisición de una instalación fotovoltaica

Los costes de adquisición consisten generalmente en los costes necesarios para la instalación del sistema. Entre ellos están los módulos solares, el inversor, el cableado y la propia instalación. Para los constructores y propietarios, este aspecto es probablemente el más importante, ya que el importe de la inversión necesaria determina en caso de duda si se instala o no un sistema.

Costes de los módulos solares

Los propios módulos solares han perdido enormes costes en los últimos años. Esto se debe, por un lado, a la fuerte competencia de los proveedores chinos de bajo coste y, por otro, a las economías de escala positivas. En general, esto significa que los módulos solares se abaratan cuanto más se producen. Los costes suelen compararse en euros por vatio pico. A principios de 2018, los costes eran de 45 a 90 céntimos por vatio pico, dependiendo del modelo y del proveedor elegido.

Costes del inversor

No hay que subestimar los costes del inversor. Suelen representar el 15 % de los costes de inversión. Dependiendo de las condiciones del sistema y de los factores externos que influyen, puede ser necesario más de un inversor. Los costes del inversor varían en función del tamaño de la potencia. Para un inversor de kW, se puede calcular con unos 200 € netos. Los inversores más pequeños suelen costar más que los grandes, ya que los costes de fabricación son más elevados. Para un inversor de 5 kW, se puede calcular un precio de aproximadamente 1000 euros. Si su sistema requiere dos inversores, el precio se duplicará.

Costes del cableado

El cableado también supone una gran parte de la inversión. Cuanto mayor sea la sección de los cables solares, mayores serán los precios. Sin embargo, es necesaria una sección transversal elevada para evitar pérdidas. El precio de los cables solares oscila entre 1 y 5 euros en función de la cantidad adquirida, la sección y el material del cable, a lo que hay que añadir los costes de los cables de conexión de los inversores y los reguladores de carga. Esto supone un coste adicional de 20 a 50 euros, según el proveedor y la calidad.

Costes de montaje

En cuanto a los costes de instalación, no sólo tendrá que pagar los costes de los artesanos, sino también los costes del sistema de instalación. Estos varían mucho en función del sistema que hayas elegido. Los precios varían en función de la calidad y las características, como la carga de nieve y viento, pero también del modelo del sistema. Por término medio, hay que pagar entre 100 y 150 euros por kWp para el sistema de montaje y otros 100 euros por kWp para la subestructura. Es difícil hacer una afirmación general sobre los precios, ya que pueden variar mucho y dependen de muchos factores, como la propiedad individual, las condiciones, la calidad y los productos exactos.

Los costes de explotación de una instalación fotovoltaica

Después de la inversión en un sistema fotovoltaico, el propietario tiene que seguir asumiendo otros costes, por ejemplo para el mantenimiento del sistema. Estos costes también deben tenerse en cuenta a la hora de analizar la rentabilidad, ya que pueden suponer alrededor del 1 % de los costes de compra al año. Pero, ¿qué costes tienen realmente los propietarios de una instalación fotovoltaica y qué deben esperar?

Costes del inversor

Aunque el inversor forma parte de los costes de compra, no es tan duradero como los propios módulos solares. Por lo tanto, el inversor debe ser sustituido de vez en cuando. Dado que el inversor no es la inversión más barata, hay que constituir reservas para este caso. Dependiendo del operador de red en el que se registre la instalación fotovoltaica, se exigen unas tarifas mínimas de hasta 10 euros al mes. El inversor necesita electricidad de la red pública para el control, el registro de datos, la monitorización y demás.

Costes de mantenimiento

Por supuesto, hay que mantener el sistema para evitar averías y fallos. Algunas empresas ofrecen contratos de mantenimiento por los que se cobra una cuota de unos 150 euros al año y se encargan del mantenimiento. Esta inversión merece la pena, ya que en caso de fallo, no se puede generar electricidad ni alimentar la red. Dependiendo del sistema, un contrato de este tipo puede ser más barato que cobrar por cada trabajo de mantenimiento individualmente. En particular, este tipo de contratos merece la pena en el caso de las grandes instalaciones que requieren un mantenimiento más frecuente.

Gastos de limpieza

Los costes de limpieza son, en comparación, bastante más bajos que los de mantenimiento del sistema. La suciedad causada por las hojas, el polen, el polvo o similares suele volver a limpiarse con una lluvia. Sin embargo, la suciedad permanente puede provocar una pérdida de rendimiento. Normalmente, la limpieza profesional de los módulos sólo es necesaria cada pocos años. Sin embargo, en zonas con altos niveles de contaminación, por ejemplo debido al tráfico intenso, el sistema debe limpiarse con más frecuencia. El coste medio de la limpieza profesional es de unos 2,50 euros por metro cuadrado.

Costes del seguro

Asegurar el sistema fotovoltaico puede tener sentido para muchos propietarios. Dependiendo del tamaño de la instalación, el seguro de responsabilidad civil y el seguro a todo riesgo pueden proteger contra las pérdidas en la tarifa de alimentación, así como contra los altos costes de reparación y las reclamaciones de responsabilidad civil. Los costes del seguro pueden añadirse a los costes de explotación anualmente, pero son relativamente moderados en comparación. Los propietarios pueden pagar unos 50 euros al año. Dependiendo de las circunstancias y del entorno exterior, los seguros, la limpieza y el mantenimiento tienen más o menos sentido; esto depende de cada propiedad.

Fotovoltaica: promoción y financiación para constructores y propietarios

Un sistema fotovoltaico es una gran inversión que requiere una buena financiación. Aunque los interesados se ven atraídos por la tarifa de alimentación, estos son cada vez menos en los últimos años. Sin embargo, todavía hay algunas opciones disponibles para financiar con éxito un sistema fotovoltaico.

La tarifa de alimentación para los propietarios de fotovoltaicos

La tarifa de alimentación se establece en la Ley de Fuentes de Energía Renovables. La tarifa de alimentación se paga a quienes inyectan en la red pública la energía excedente producida por el sistema fotovoltaico. El importe de esta remuneración depende de los factores de localización y lo fija el legislador.

La Ley de Energías Renovables (EEG)

La Ley de Energías Renovables (EEG) entró en vigor el 1 de abril de 2000. Regula las tarifas de la electricidad procedente de fuentes de energía renovables. El objetivo de la ley es fomentar las energías renovables, como la hidroeléctrica y la eólica, pero también la solar, la biomasa y los gases de vertedero, alcantarillado y mina. Hay que evitar el uso de fuentes de energía perjudiciales para el medio ambiente y promover la tecnología en el campo de las energías renovables. En el transcurso de la EEG también se introdujeron regulaciones sobre las tarifas de alimentación para hacer más atractiva la opción de tener un sistema solar propio en el tejado para constructores y propietarios.

Remuneración por autoconsumo

No fue hasta 2009 cuando se introdujo la tarifa de autoconsumo. Desde entonces, la totalidad de la electricidad producida ya no tiene que verterse en la red pública y se remunera el consumo de electricidad solar. Sin embargo, esta remuneración es mucho más baja que la tarifa de alimentación.

El objetivo de la remuneración del autoconsumo

El objetivo de la remuneración del autoconsumo era, en primer lugar, el ahorro de costes en la ampliación de la red y el ahorro de costes en la remuneración de la electricidad solar. Sin embargo, los propietarios de sistemas fotovoltaicos también obtienen una ventaja en este sentido. Pueden utilizar la electricidad solar que producen ellos mismos directamente, sin inyectarla primero en la red pública. Así, los propietarios ahorran dinero porque ya no dependen de la red pública y obtienen la remuneración del autoconsumo por encima, por así decirlo.

Fotovoltaica: módulos solares y su funcionamiento

Los componentes más importantes de un sistema fotovoltaico son los módulos solares. Según el tamaño de los módulos, aquí se conectan las células solares. Un sistema fotovoltaico combina varios módulos solares y los conecta para formar las llamadas cadenas. El conjunto de las cuerdas forma entonces el generador solar. Pero, ¿cómo funciona exactamente una célula solar y cómo se convierte la energía solar en electricidad?

Los diferentes tipos de células solares

Las células solares convierten la energía de la radiación en corriente continua. El fenómeno que se produce en las células solares puede explicarse por el efecto físico fotoeléctrico. Las células solares constan de un electrodo negativo, un silicio dopado con n y p, una capa límite y un electrodo positivo. El campo eléctrico que se crea entre las capas n y p garantiza el flujo de corriente en un circuito cerrado.

Células solares policristalinas

En las células solares policristalinas, el material semiconductor es el silicio. Se funde, se dopa y se funde en bloques mediante diversos procesos de fundición. El silicio se vuelve sólido y se llama lingote en su estado solidificado. Una vez cortado el lingote en rodajas, el silicio original recibe el nombre de obleas, que se recubren con una capa antirreflectante. Estas células solares policristalinas tienen una eficiencia menor que las monocristalinas, pero son más baratas de producir.

Células solares monocristalinas

Las células solares monocristalinas también utilizan silicio como material semiconductor, pero el proceso de fabricación es diferente al de las células solares policristalinas. Debido al diferente proceso de fabricación, la producción es más cara, pero el aporte energético y la eficiencia son muy elevados. Durante la producción se forman cristales diferentes, lo que explica la diferencia entre las dos células solares.

Células de película fina

Las células de capa fina tienen un método de ajuste completamente diferente al de las células solares monocristalinas o policristalinas. En estas células solares, el semiconductor se recubre con un material portador, por lo que este método utiliza muy poca materia prima y es muy fácil de fabricar. Existe una amplia gama de semimateriales que pueden utilizarse. Además del silicio, también pueden utilizarse como revestimientos el arseniuro de galio, el seleniuro de cobre e indio, el teluro de cadmio o los colorantes. Sin embargo, la eficiencia de estas células solares es menor que la de las células cristalinas, pero son baratas y fáciles de producir.