La transició energètica ha esdevingut la clau per afrontar el canvi climàtic i donar al planeta el respir necessari i urgent que necessita. Per dur a terme aquest procés, és imprescindible el compromís dels Estats, que ja estan implementant programes per incentivar que empreses i particulars puguin apostar per les energies renovables al seu dia a dia. L’energia solar és la que ofereix més possibilitats actualment i també la més accessible a tot tipus de consumidors. A més, és il·limitada, neta i en el cas d’Espanya, l’energia voltaica s’ha posicionat com un dels líders europeus i mundials. Segueix llegint en aquest article, aquesta Guia Completa sobre Plaques Solars 2021-2022 per ajudar-te a conèixer tots els punts definitius.
Com funcionen les plaques solars?
Encara que les plaques solars són una tecnologia relativament nova, el seu funcionament és molt més senzill del que es podria imaginar al principi. Els panells solars estan formats per múltiples cèl·lules fotovoltaiques que són les encarregades de transformar l’energia del sol en electricitat. Aquestes cèl·lules absorbeixen els fotons dels raigs ultraviolats del sol, i en estar fetes de silici, un material semiconductor, aquests fotons es transformen en electrons, i es genera un camp elèctric. Aquest corrent que emeten les cèl·lules fotovoltaiques és de tipus continu, per la qual cosa ha de ser transformat a corrent altern. Això es fa mitjançant l’inversor solar, un dispositiu imprescindible a la instal·lació perquè l’energia de les plaques solars es pugui utilitzar en el dia a dia, tant per a aparells electrònics com per al subministrament de llum.
Components de les plaques solars
A més de les cèl·lules fotovoltaiques, cada placa solar està formada per una sèrie de components imprescindibles.
- Connexions elèctriques en una cèl·lula i una altra.
- Encapsulants, generalment fabricats d’etilè vinil acetat (EVA). Serveix com a element segellador i protector al voltant de les cèl·lules.
- Cristall o vidre temperat, dins del qual estan contingudes les cèl·lules fotovoltaiques.
- Adhesiu de PVC, que es col·loca darrere de les plaques.
- Marc d’alumini per fixar-lo a una estructura.
Quant a la instal·lació solar en la seva totalitat, a banda dels panells solars, que són l’element més reconeixible i cridaner, el sistema necessita altres dispositius igual d’importants. Per exemple el ja esmentat inversor, el cablejat, un regulador de càrrega, el suport per als panells i, de manera opcional, la bateria o acumulador.
Procés de fabricació les plaques solars
La fabricació duna placa solar comença amb l’obtenció del silici. Aquest s´extreu de pedres de quars d´un filó mineral i que ha de tenir una puresa d´un 98%. Aquesta puresa és fonamental per al bon rendiment de les cèl·lules fotovoltaiques. El material es purifica a través de diferents procediments químics de rentat i decapat. A continuació es fon el silici i duu a terme un procés per a la seva cristal·lització, formant capes monomoleculars al voltant d’un cristal·lí inicial. El procés realitza a temperatures superiors als 1500ºC i el resultat és una mena de lingot de silici que després es talla en petits discos prims en forma d’oblia.
El pas següent és fabricar les cel·les de les plaques solars, per a la qual s’utilitzen fines capes de vidre per protegir les làmines de silici, a manera de sandvitx. Per acabar, es col·loquen unes cintes de mental que s’incrusten a la superfície i que, mitjançant contactes elèctrics, s’encarregaran d’absorbir l’energia i transmetre-la. Un cop completada la unió entre els panells de silici i el vidre, s’empra un substrat als panells est, generalment és de ciment conductiu tèrmic, i té la capacitat d’evitar que les plaques se sobreescalfin.
Tipus de plaques solars
Segons el procés de fabricació del silici cristal·lí, les plaques solars fotovoltaiques poden ser de diversos tipus: monocristal·lines, policristal·lines i amorfes.
En què es diferencien?
- Monocristal·lins. Les plaques solars monocristal·lines es caracteritzen perquè les cèl·lules fotovoltaiques que les formen estan compostes d’un únic vidre de silici de gran puresa que s’ha solidificat sotmetent-lo a una temperatura homogènia. Aquest procediment dóna com a resultat uns panells de més rendiment, perquè els electrons es mouen lliurement i amb més facilitat.
- Policristal·lins. Les plaques solars policristal·lines estan compostes per diversos cristalls orientats de diferent manera. Es diferencien de les anteriors a simple vista pel color blavós. El procés de fabricació és més barat, però la seva eficiència també és una mica inferior. La diferència de rendiment entre uns panells i altres és d’aproximadament un 10%, encara que a temperatures altes el seu comportament és molt similar.
- Panells solars amorfs. Aquest tipus de panells són els més econòmics, ja que són els que tenen una estructura més fina. En aquest cas, en comptes de dividir-se en cel·les, com en el cas dels monocristal·lins i policristal·lins, els amorfs estan fabricats d’una sola peça uniforme. Per aquesta raó, l’estructura pot variar molt de mida.
Instal·lació de plaques solars o mòduls fotovoltaics
Quan ja sabem quin tipus de panells existeixen, i s’ha valorat quin és el més convenient per a cada cas, és el moment de procedir a lainstal·lació de les plaques solars. Cal esmentar que aquest tipus de projectes han de ser realitzats per professionals del sector que a més han d’estar certificats per fer aquestes instal·lacions. La instal·lació en si mateixa consta de tres passos bàsics, que són muntar l’estructura que donarà suport a les plaques solars solars; fixar les plaques en aquesta estructura i connectar-les a l’inversor elèctric. No obstant això, el procés real s’inicia molt abans, i el muntatge dels mòduls seria només la part final. Un sistema fotovoltaic ha de complir certs requisits legals, cosa que significa que cal complir amb diversos passos imprescindibles.
- Elaborar una memòria tècnica, que ha de fer l’instal·lador solar certificat o l’empresa encarregada del projecte.
- Obtenir els permisos pertinents per dur a terme la instal·lació.
- Instal·lar el mòdul.
- Legalització del sistema i posada en marxa.
Quan es decideix procedir a instal·lar un sistema fotovoltaic el primer pas és comprovar si la coberta on es col·locarà el mòdul compleix els requisits necessaris. Aquests requisits fan referència a dos aspectes: el seu estat i els aspectes legals.
Et deixem un enllaç a un dels nostres artícles sobre la normativa d’autoconsum al 2021-2022
Estat de la coberta
La coberta ha de trobar-se en perfecte estat abans de procedir a la instal·lació. En cas de presentar desperfectes, és aconsellable efectuar les reparacions pertinents perquè la superfície sigui la idònia i pugui albergar durant molts anys els panells solars sense donar cap tipus de problemes. En cas contrari, si la coberta no està en bon estat, podria empitjorar durant les feines d’instal·lació i en cas d’haver de fer arranjaments amb el mòdul ja instal·lat, suposaria desmuntar tot el sistema i tornar-lo a muntar, amb l’increment de despeses corresponents.
Altres aspectes fonamentals relatius a la coberta són l’orientació i la inclinació per a les plaques solars, ja que determinaran l’eficiència de la instal·lació, i més a llarg termini, la rendibilitat. Això inclou tenir en compte els possibles ombrejats que es puguin produir sobre els panells i l’ideal és evitar qualsevol obstacle que generi ombres en qualsevol moment del dia.
Interessant a llegir: ¿Cuántos dies de sol a l’any fa a Catalunya?
Permisosper a la instal·lació de plaques solars
Si la coberta es troba en bon estat i compleix els requisits per a la instal·lació d’un mòdul solar, el següent és sol·licitar els permisos que es requereixen per a aquest tipus de feines. Hi ha permisos previs a l’obra i altres posteriors que serveixen per legalitzar-la. En general, la documentació que caldrà és la següent:
- Disseny de la instal·lació fotovoltaica
- Permís d’accés i connexió a la xarxa
- Llicència d’obra (tot i que no sempre s’exigeix)
- Pagament dels impostos corresponents (taxa municipal i ICIO)
- Autoritzacions administratives (de construcció, ambiental o d’utilitat pública)
- Certificat de fi dobra
- Després de la instal·lació també s’ha de realitzar alguns dels tràmits.
- Inspecció inicial del mòdul fotovoltaic
- Registre de la instal·lació d’autoconsum a Indústria
- El contracte d’accés per a l’ús de la instal·lació
- Un contracte per al subministrament de serveis auxiliars (en instal·lacions connectades a la xarxa)
- El contracte de compensació d’excedents, si s’escull aquesta modalitat
- També un contracte de representació
- Inspeccions periòdiques
- Documentació per sol·licitar les subvencions d’autoconsum
Encara que sembli que són moltíssims tràmits, el procés és força àgil i senzill.
Quins elements formen un sistema fotovoltaic?
Com vèiem abans, els panells solars són l’element més visible d’una instal·lació fotovoltaica, però hi ha altres components igual d’importants que són imprescindibles per al funcionament. Així doncs, un sistema de plaques solars està compost dels següents elements
- Les plaques solars
- L’estructura on es fixen les plaques
- El cablejat
- L’inversor fotovoltaic
- Bateries, que són opcionals i només calen en sistemes independents de la xarxa elèctrica. Consulta també el nostre article sobre plaques solars amb bateries i sense bateries
- Optimitzadors de plaques solars
- Carregadors bidireccionals per a vehicles elèctrics (opcional en cas de tenir cotxe elèctric)
- Programari de monitorització de generació d’energia solar
Inclinació i orientació
L’orientació i la inclinació dels panells solars són dos aspectes fonamentals per al funcionament i el rendiment. De fet, sense que no siguin les adequades, la producció fotovoltaica es pot veure compromesa. A l’hemisferi nord l’orientació ideal és cap al sud perquè puguin rebre totes les hores de sol directe possible al dia. Si aquesta opció no és viable, podeu considerar l’orientació cap a l’est o l’oest, adaptant la inclinació dels panells i tenint en compte que les hores de producció es limitaran al matí oa la tarda, segons el cas. Orientació nord no es recomana perquè la radiació que rebin els mòduls serà mínima i insuficient. Què passa quan hi ha ombres que poden afectar el rendiment de les plaques solars?
Pel que fa a la inclinació, depèn de la ubicació geogràfica. Per exemple, al nostre país la recomanada és de 30º, encara que pot variar segons la regió. Al nord del país es poden col·locar fins a 40º, mentre que el sud es recomana una inclinació de 20º. Això vol dir que com més ens apropem a l’equador, menys graus caldrà inclinar els panells, ja que els raigs del sol incideixen de manera més perpendicular.
Com dimensionar la instal·lació de plaques solars
Una de les parts més importants d’un projecte fotovoltaic és el seu dimensionament. Dimensionar correctament el sistema pot influir en la rendibilitat tant com la inclinació i l’orientació. Un aspecte que cal tenir en compte és la mida de les plaques solars, que ve determinat pel nombre de cèl·lules fotovoltaiques que el componen. Els més comuns per a l’autoconsum residencial són els de 60 cel·les en total, distribuïts en 6 files de 10 cel·les cadascuna. La mida estàndard d’aquests mòduls és de 164cm x 99cm. Quant a les d’ús industrial, generalment compten amb 72 cel·les fotovoltaiques, per la qual cosa la seva grandària és una mica més gran i arriben als 2×1 m. Són menys usuals, però també hi ha panells de més de 72 cel·les per a usos molt específics.
Dimensionat en habitatges i empreses
Aquesta diferència de mida respon a les diferents necessitats de potència en el seu ús industrial o domèstic. Unaempresa o una fàbrica necessita generar una major quantitat de potència per realitzar la seva activitat, mentre que un habitatge unifamiliar en té més que suficient amb els mòduls més petits. Però, quants panells cal instal·lar per tenir prou subministrament elèctric? Per conèixer quantes plaques solars es necessiten només cal fer un càlcul senzill. Per això cal conèixer quin és el consum elèctric exacte d’un habitatge i traslladar-lo a la potència de les plaques solars. Suposem que tenim una factura de 100€ mensuals, fet que es tradueix en un consum d’uns 5.000W cada mes. Per tant, si un panell solar pot produir fins a 500W, el sistema ideal hauria d’estar compost de 10 plaques solars per poder oferir el mateix subministrament energètic.
Aquesta és una estimació aproximada, el que és recomanable és estudiar a fons cada cas, comprovar el consum real, ifer un estudi energètic (pots demanar el teu gratuït a EFC SOLAR) per seguir unes pautes de consum responsable que permeti als usuaris gaudir d’un més estalvi. Si parlem d’una instal·lació aïllada (sense connexió a la xarxa elèctrica) cal instal·lar un nombre més gran de panells per generar més quantitat d’electricitat i emmagatzemar-la a les bateries, per utilitzar-se en els moments en què no hi ha producció.
Problemes d’un sistema amb energia solar sobredimensionat
Tenir més plaques solars no implica més eficiència o rendibilitat, de fet pot ser tot el contrari. Tant si es tracta d’una instal·lació aïllada o connectada a la xarxa, el propòsit d’un sistema fotovoltaic és estalviar, per tant, és ideal tenir la producció energètica necessària per al consum, no més. En sistemes aïllats, els panells han de produir la quantitat d’electricitat que consumirà l’habitatge. No obstant això, cal tenir en compte que en la majoria dels casos el consum és mínim durant gran part del dia, i tota aquesta energia s’anirà emmagatzemant a les bateries.
En instal·lacions connectades a la xarxa, es poden obtenir compensacions, però només si l’import de l’excedent d’energia no supera el de la quantitat consumida de la xarxa. En alguns casos una part d’aquesta producció es transfereix a la xarxa de la companyia sense compensació a canvi. Així que, sabent que no tot l’excedent abocat a la xarxa serà compensat, no sembla tan bona idea col·locar panells de més, augmentant una inversió que trigarà més temps a amortitzar-se.
Manteniment de les plaques solars
Un dels grans avantatges de les instal·lacions fotovoltaiquesés que requereixen molt poc manteniment i això contribueix a brindar-los una gran rendibilitat. Elmanteniment de les plaques solars consisteix bàsicament a fer una senzilla neteja periòdica dels mòduls, i en la substitució de les peces avariades o defectuoses quan sigui necessari.
La neteja és fàcil de dur a terme i no ha de ser realitzada per personal especialitzat, llevat que l’accés sigui complicat o requereixi algun tipus de sistema de seguretat. Es tracta simplement de mantenir la superfície de les cel·les netes de pols o qualsevol tipus de brutícia. D’aquesta manera podeu continuar captant tota la radiació solar possible. De vegades n’hi ha prou amb una mica d’aigua amb una mànega, però si cal una neteja més a fons, només cal utilitzar una esponja suau amarada en aigua sabonosa.
Pel que fa a peces defectuoses, aquestes es poden substituir de forma gratuïta si es troben encara en període de garantia.
Garanties i assegurances per a plaques solars i instal·lacions fotovoltaiques
Assegurances
A banda d’un manteniment correcte de les plaques solars, una altra manera de cuidar i prolongar la durabilitat d’una instal·lació fotovoltaica són les assegurances. Actualment, les opcions en aquest aspecte són diferents per a sistemes d’autoconsum o per a empreses dedicades a la producció energètica. En el cas de les empreses, poden tenir els seus sistemes protegits amb assegurances específiques que poden tenir cobertura contra incendis, raigs, explosions, robatori o espoliació, i també contra possibles danys als aparells elèctrics i instal·lacions, avaries de maquinària o pèrdues de beneficis.
En els sistemes enfocats a l’autoconsum, és l’assegurança general de la llar la que ha de protegir els papers solars. Les asseguradores contemplen dues opcions i donaran un tipus de cobertura o una altra en funció de si consideren que el sistema és continent o contingut. Si són part del contingut, les considerarà com un element que forma part de l’habitatge, igual que altres instal·lacions com el gas o l’aigua. Si són continent es considera que componen l’habitatge mateix, com ara murs, sostres, finestres, etc. El criteri pot variar segons cada asseguradora, per la qual cosa convé consultar-ho prèviament. Llegir més sobre les assegurances de plaques solars i instal·lacions fotovoltaiques..
Garanties
A més de les assegurances, hi ha les garanties que ofereixen els fabricants per al reemplaçament de mòduls o peces defectuoses. Per tant, si el rendiment d’algun dels panells és inferior al previst, el servei tècnic de l’empresa proveïdora tindrà l’obligació de substituir-lo per un de nou, sempre que estigui dins del termini estipulat.
La potència de les plaques solars
Otro aspecto importante en los módulos solaUn altre aspecte important en els mòduls solars és la seva potència, ja que en depèn part del rendiment del sistema. res es su potencia, ya que de esta depende parte del rendimiento del sistema. Això alhora està determinat per tres factors: el tipus de cel·les, el nombre de cel·les de cada panell, i la climatologia de la zona. Una cèl·lula fotovoltaica produeix entre 0,5 i 0,6 volts, així que per calcular la potència d’un panell, només cal multiplicar la potència de cadascuna pel nombre de cel·les del panell. Si produeixen de mitjana 0,6 volts, una placa per a ús residencial de 60 cel·les tindrà una potència de 36 volts. Val la pena instal·lar plaques solars? Sí, en el 95% dels casos.
Quins són els panells solars més adequats
Quan tenim tota la informació sobre els diferents mòduls fotovoltaics i totes les seves opcions, és el moment de triar les millors plaques solars per a cada habitatge particular. Els tres factors determinants per prendre la millor decisió són el consum energètic de l’habitatge, el tipus de plaques solars i la mida del sistema.
Les plaques solars monocristal·lines són les que ofereixen un major rendiment, ja que generen energia fins i tot en temperatures més baixes. Depenent de la regió o de l’ús, es valorarà la idoneïtat d’invertir en un sistema de més o menys qualitat. No és el mateix un habitatge habitual que un segon habitatge que només es fa servir a l’estiu, per exemple. Pel que fa a la dimensió, els mòduls més adequats per a un habitatge unifamiliar són els de 60 cel·les. Pel que fa al nombre de panells, dependrà dels hàbits de consum de cada casa.
Saber més sobre els tipus de plaques solars
Quan es pot estalviar amb la instal·lació de plaques solars?
Una de les motivacions principals per passar al’energia fotovoltaica és l’estalvi econòmic. La rendibilitat d‟un sistema d‟autoconsumestà determinat per diferents factors, com la inversió realitzada pel sistema, la quantitat d‟energia generada, els hàbits de consum de l‟habitatge i les subvencions o ajudes obtingudes per a la instal·lació. A Espanya gaudim d’una mitjana de 1.300 hores de sol a l’any, per això la producció fotovoltaica és molt elevada i per tant també ho és la seva rendibilitat.
D’altra banda, el Govern, les comunitats autònomes i les administracions locals estan promovent les energies renovables a través de diferents programes d’ajudes per a instal·lacions d’autoconsum. Aquests ajuts poden ser de diversos tipus, des de subvencions fins a beneficis fiscals, com ara reducció de l’IRPF, o bonificacions en impostos com l’ICIO o l’IBI. Ajuts i subvencions per instal·lar plaques solars a Catalunya el 2021.
Rendibilitat
Però encara sense rebre cap ajut econòmic, la rendibilitat d’un sistema fotovoltaic és molt elevat, ja que l’energia que es produeix es pot autoconsumir, i això permet als usuaris ser molt menys dependents del sistema elèctric. Elspreus dels panells solars han disminuït i juntament amb les ajudes i bonificacions són molt rendibles.
Als sistemes connectats a la xarxa, que són els més habituals, i per ara els més rendibles, es pot gaudir d’una reducció a la factura de la llum de, com a mínim, un 50%. Si s’obté una compensació pels excedents abocats a la xarxa, es pot accelerar lleugerament el període d’amortització. La rendibilitat d’un sistema fotovoltaic per a l’autoconsum és un 15% cada any.
També t’informem sobre les noves ajudes del Govern per a plaques solars i autoconsum Next Generation
Principals aplicacions de les plaques solars
L’energia solar és, ara com ara, una de les que més aplicacions té. Lesinstal·lacions fotovoltaiques són molt versàtils i poden adaptar-se a tot tipus d’usos i necessitats, des dels subministraments més petits fins a proveïments més grans. Pot proporcionar l’electricitat necessària per al dia a dia d’una família, però també es pot aplicar al transport, a l’enllumenat públic oa instal·lacions agrícoles, entre moltes altres opcions. Les aplicacions més habituals de les plaques solars actualment són per a calefacció, aire condicionat, ús d’electrodomèstics, aigua calenta, termòstats, enllumenat, càrrega de cotxes elèctrics, reg automatitzat, mitjans de transport com vaixells o avions o ascensors.
Avantatges de les plaques fotovoltaiques
Com veiem, els usos de l’energia solar són molts, però a més l’energia fotovoltaica compta amb grans avantatges, per això s’ha convertit en la gran aposta dins de totes les alternatives renovables.
Els beneficis mediambientals daquest tipus denergia és innegable, ja que les plaques solars produeixen energia 100% neta. Els beneficis mediambientals daquest tipus denergia és innegable, ja que les plaques solars produeixen energia 100% neta. En no generar gasos amb efecte d’hivernacle, la petjada de carboni es redueix de manera significativa. A més, la contaminació és mínima, en part degut a la gran durabilitat dels panells solars, que poden funcionar durant més de 35 anys.
L’energia solar no requereix l’extracció contínua de materials per poder funcionar, i després d’una inversió econòmica inicial, l’import de les plaques solars es recupera en pocs anys. D’altra banda, aquestes instal·lacions redueixen la necessitat de combustibles fòssils i promou la seguretat energètica en disminuir la dependència de subministradores externes. És, doncs, una font d’energia sostenible i renovable.
Avenços tecnològics
En els darrers anys, els avenços tecnològics en el sector han permès reduir els costos de manera considerable. Alhora, s’han realitzat millores per augmentar la capacitat de producció d’energia. Gràcies a això i als diferents ajuts governamentals per a plaques solars, la seva rendibilitat està assegurada i es tracta d’una opció cada cop més accessible per a tots els ciutadans. El 2020, en plena pandèmia, es van instal·lar a Espanya 596 MW de potència fotovoltaica per a l’autoconsum, un 30% més que el 2019. La península és una de les regions europees amb més hores d’hores de sol a l’any. Això ens ofereix una gran oportunitat per al desenvolupament d’aquest tipus de solucions.
EFC SOLAR, experts en la instal·lació de plaques solars i autoconsum amb energia solar
Si t’estàs plantejant passar-se a l’energia solar i vols conèixer la viabilitat d’una instal·lació al teu habitatge o empresa de forma gratuïta, no dubtis a contactar-nos i començarem a donar-li forma al projecte perquè puguis gaudir com més aviat millor dels teus panells solars i la teva pròpia energia.
