Última actualización: 16 de Febrero de 2024
Autor: Francisco Giménez
Si necesitas disponer de electricidad en tu casa rural, tu granja o cualquier zona en la que no haya conexión eléctrica a una red de distribución, recurrir a una instalación fotovoltaica aislada puede ser la solución a todos tus problemas.
Te contamos en qué consiste este tipo de instalación de placas solares y lo que vas a necesitar para poder sacarle todo el provecho y generar tu propia energía eléctrica.
Una instalación de placas solares aislada consiste en un sistema eléctrico de autoconsumo en el que no hay una conexión a la red de distribución. De esta forma, este sistema aislado es totalmente independiente y responsable de generar su propia energía.
La principal ventaja de este tipo de instalaciones es que al no depender de ninguna distribuidora eléctrica, el coste de nuestra factura de la luz será de 0 euros. No obstante, este sistema aislado requiere de un consumo de la electricidad bastante estricto para no quedarnos sin energía, además de tener un coste mucho más elevado que el de una instalación fotovoltaica con conexión a la red, puesto que debe contar con algunos elementos extra que no son necesarios en el caso de las instalaciones conectadas a una distribuidora.
De forma general, podemos clasificar las instalaciones solares aisladas en dos tipos, según su funcionamiento: DC coupling y AC coupling.
DC Coupling o sistema clásico
En este tipo de instalación aislada, los paneles solares recogen las radiaciones solares y generan la energía eléctrica en forma de corriente continua para pasarla al regulador. Desde aquí se controla el proceso de carga de las baterías, donde se almacenará esta energía generada.
El siguiente elemento de la instalación en actuar será el inversor, que en caso de detectar consumo, tomará la energía acumulada en las baterías para convertirla en corriente alterna que pueda ser utilizada.
La instalación aislada en DC Coupling está recomendada en aquellos casos en los que se vaya a hacer uso de la electricidad generada en horas de baja producción solar. La función principal de este sistema sería, por tanto, la de acumular energía y recargar las baterías presentes en la instalación de la forma más eficiente posible.
AC Coupling o sistema híbrido
En el caso de las instalaciones en AC Coupling, a diferencia de lo que sucede con el sistema DC clásico, en el que la energía se dirige primero a las baterías para recargarlas, la electricidad que se produce en los paneles solares se transforma inmediatamente en corriente alterna gracias al inversor de conexión a red por el que pasa.
De esta forma conseguimos una mayor eficiencia y un mayor rendimiento de nuestra instalación, además de alargar la vida útil de las baterías al utilizarse solo para almacenar los excedentes energéticos que no se consumen.
Los sistemas eléctricos en AC Coupling se recomiendan más en aquellas instalaciones aisladas en las que el consumo energético se realiza principalmente durante las horas de luz del día, puesto que no es necesario transformar la corriente eléctrica antes de utilizarla.
Si bien en una instalación fotovoltaica aislada también se usan paneles solares para conseguir generar energía, al igual que sucede en las instalaciones con conexión a la red, en este caso es necesario contar con otros componentes que permitan el correcto funcionamiento del sistema.
Paneles solares fotovoltaicos
Como adelantábamos, los paneles solares son igual de indispensables en este tipo de instalaciones que en las que van conectadas a la red eléctrica. Son los encargados de absorber las radiaciones solares y generar la energía que se transformará en electricidad.
En las instalaciones aisladas también podemos recurrir a los paneles monocristalinos o a los policristalinos. Además, los conectaremos en serie para poder aumentar el voltaje, y en paralelo, para poder aumentar la potencia.
Inversor de corriente
El inversor es otro de los elementos clave de las instalaciones fotovoltaicas, ya que es donde se transforma la corriente continua en corriente alterna para que esta pueda ser utilizada para el consumo. Por eso están siempre presentes, tanto en las instalaciones con conexión eléctrica como en las aisladas.
En el caso de los sistemas aislados, existen inversores que se limitan a realizar la función de transformar la corriente continua en alterna, así como otros que también pueden actuar como cargadores, cambiando la corriente a la inversa (de alterna a continua) para poder cargar las baterías de la instalación cuando sea necesario.
Baterías
Las baterías son esenciales en un sistema eléctrico aislado, puesto que son las que nos permitirán almacenar la energía generada en nuestros paneles solares para poder usarla en las horas en las que no haya luz solar. Existen de varios tipos, según el tipo de tecnología que utilicen, además de baterías con distintos voltajes y distinta velocidad de descarga.
Al no disponer de una conexión a la red que nos suministre electricidad cuando la necesitamos, la capacidad de almacenaje de estas baterías es clave para que no haya cortes en el suministro. Por otra parte, suelen elevar bastante el coste de la instalación fotovoltaica, por eso se acostumbra a prescindir de ellas en los sistemas con conexión a la red eléctrica.
Regulador de carga
El regulador de carga es otro de los elementos propios de las instalaciones fotovoltaicas aisladas, e indispensable en cualquier tipo de instalación solar que cuente con baterías, ya que se encarga de controlar su funcionamiento, evitando las sobrecargas durante el día y las descargas repentinas en la noche. De esta manera podemos proteger nuestros acumuladores y alargar su vida útil.
Existen dos tipos de reguladores de carga: los reguladores PWM, más económicos, que hacen que las placas solares funcionen a la misma tensión que los acumuladores, y los reguladores MPPT, que maximizan la potencia para conseguir la máxima eficiencia de producción y mejorar el rendimiento.
Generador auxiliar
Aunque nuestra instalación fotovoltaica aislada esté diseñada para darnos la cantidad de electricidad que necesitamos para nuestro consumo diario, puede haber casos excepcionales en los que necesitemos un extra de energía o que nuestras placas no hayan podido satisfacer nuestras demandas energéticas debido a las malas condiciones meteorológicas durante un tiempo más o menos prolongado.
Para solucionar este problema, siempre es recomendable contar con un generador auxiliar en nuestro sistema aislado. Este generador se conecta al inversor de nuestro sistema aislado y sirve para recargar las baterías. Encontraremos generadores a diésel y gasolina en el mercado que podrán satisfacer estas necesidades energéticas en momentos puntuales.
Estructuras y cableado
Las estructuras presentes en una instalación fotovoltaica son las responsables tanto de la sujeción y fijación correcta de las placas solares como de su inclinación y orientación. Gracias a estas estructuras conseguiremos que nuestros paneles no se muevan al sufrir las inclemencias del tiempo, además de colocarlos de la forma más eficiente para aprovechar el mayor número de horas de sol.
El cableado es otro de los elementos siempre presentes en un sistema eléctrico aislado, puesto que permite conectar todos los elementos entre sí. Debe permitir la circulación de la corriente a distintas intensidades y contar con la distancia recomendada sin sobrepasarla, para evitar un mal funcionamiento de todo el sistema si hay caídas importantes de tensión.
Si queremos disponer de una instalación aislada eficiente, con una larga vida útil y sin sufrir déficits de energía, es esencial realizar un correcto dimensionamiento de la misma, al igual que pasa en el caso del autoconsumo colectivo.
En el caso de estos sistemas aislados debemos hacer nuestros cálculos pensando siempre en generar excedentes de energía desde nuestras placas solares, para de esta forma no sufrir cortes en el suministro ni sobrecargas en las baterías, ya que no estaremos conectados a una red de distribución eléctrica a la que podamos recurrir en caso de déficit.
A grandes rasgos, para dimensionar adecuadamente nuestra instalación fotovoltaica aislada debemos tener en cuenta los siguientes aspectos:
El consumo estimado
Al igual que sucede también con las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, en los sistemas aislados es muy importante calcular el consumo que debemos cubrir para cada día.
Para ello tendremos que saber qué potencia total debe tener nuestra instalación, enumerando los electrodomésticos, aparatos electrónicos, iluminación, etc. que vayamos a utilizar y sumando la potencia de todos ellos.
Las horas de uso diario
Además de la potencia unitaria de los dispositivos eléctricos que vayamos a usar, debemos tener en cuenta las horas diarias de funcionamiento que necesitaremos para cada uno de ellos.
Así, al multiplicar la potencia del dispositivo por el número de horas al día que vamos a utilizarlo obtendremos el consumo energético que demanda cada equipo. Después de esto solo tendremos que sumar el consumo de cada dispositivo y así sabremos la energía total que necesitaremos para cada día en nuestra instalación fotovoltaica.
La ubicación de la instalación
Dependiendo de dónde nos encontremos, en qué región o provincia del país, tendremos una media de más o menos horas de sol al año y por tanto, un HSP (número de horas solar pico) determinado.
Esto es un dato fundamental a la hora de dimensionar nuestra instalación fotovoltaica aislada, ya que nos indica cuánta energía solar recibiremos durante una hora teniendo una radiación de 1.000W/m2.
Con estos datos calculados podremos saber el número de placas que vamos a necesitar en nuestra instalación fotovoltaica aislada, además de las potencias y capacidades que necesitaremos en el resto de componentes, como la autonomía de nuestras baterías para la acumulación de excedentes energéticos, o el tipo de inversor o regulador de carga.
¿Cuántas placas solares necesitas?
Además de esta, tenemos que tener en cuenta la normativa específica de cada Comunidad Autónoma y la local, según dónde vayamos a realizar la instalación fotovoltaica, para estar al tanto de ayudas y subvenciones, límites de potencia o en cuanto a dimensiones, y otros requisitos técnicos.
En todo caso, debemos recurrir a profesionales autorizados por nuestra Comunidad Autónoma para el diseño e instalación de nuestro sistema fotovoltaico aislado.
Este tipo de instalaciones, por tanto, son totalmente independientes de cualquier distribuidora eléctrica, lo cual puede resultar muy ventajoso, pero también puede presentar problemas en caso de no generar la energía suficiente para nuestras necesidades diarias. De ahí la importancia de dimensionar correctamente todo el sistema aislado, además de contar con generadores auxiliares que puedan respaldar la instalación, generando energía cuando no podamos obtenerla a través de nuestros paneles.
Esto implica que, si bien el precio de la instalación aislada será más elevado al tener que añadir acumuladores de energía, el coste de la factura eléctrica en este caso se reduce a 0 euros. No obstante, también tendremos que ser totalmente autosuficientes, puesto que no podremos recurrir a ningún tipo de red que cubra la demanda de energía que necesitemos en caso de no poder generarla desde nuestros paneles solares.
Licenciado en Ciencias Ambientales y técnico superior en eficiencia energética y energía solar. Profesional con más de 10 años de experiencia en el sector de las energías renovables.
