La transición energética se ha convertido en la clave para afrontar el cambio climático y darle al planeta el respiro necesario y urgente que necesita. Para llevar a cabo este proceso, es imprescindible el compromiso de los Estados, que ya están implementando programas para incentivar que empresas y particulares puedan apostar por las energías renovables en su día a día. La energía solar es la que más posibilidades ofrece actualmente y también la más accesible a todo tipo de consumidores. Además, es ilimitada, limpia y en el caso de España, la energía voltaica se ha posicionado como uno de los líderes a nivel europeo y mundial. Sigue leyendo en este artículo, esta Guía Completa sobre Placas Solares 2023 para ayudarte a conocer todos los puntos definitivos.
¿Cómo funcionan las placas solares? Guía 2023
Aunque las placas solares son una tecnología relativamente nueva, su funcionamiento es mucho más sencillo de lo que podría imaginarse en un principio. Los paneles solares están formados por múltiples células fotovoltaicas que son las encargadas de transformar la energía del sol en electricidad. Estas células absorben los fotones de los rayos ultravioleta del sol, y al estar hechas de silicio, un material semiconductor, estos fotones se transforman en electrones, y se genera un campo eléctrico. Esta corriente que emiten las células fotovoltaicas es de tipo continuo, por lo que tiene que ser transformada a corriente alterna. Esto se hace mediante el inversor solar, un dispositivo imprescindible en la instalación para que la energía de las placas solares pueda utilizarse en el día a día, tanto para aparatos electrónicos como para el suministro de luz.
Componentes de las placas solares
Además de las células fotovoltaicas, cada placa solar está formada por una serie de componentes imprescindibles.
- Conexiones eléctricas en una célula y otra
- Encapsulantes, generalmente fabricados de etileno vinil acetato (EVA). Sirve como elemento sellador y protector alrededor de las células.
- Cristal o vidrio templado, dentro del que están contenidas las células fotovoltaicas.
- Pegatina de PVC, que se coloca detrás de las placas.
- Marco de aluminio para su fijación a una estructura.
En cuanto a la instalación solar en su totalidad, aparte de los paneles solares, que son el elemento más reconocible y llamativo, el sistema precisa de otros dispositivos igual de importantes . Por ejemplo el ya mencionado inversor, el cableado, un regulador de carga, el soporte para los paneles y, de forma opcional, la batería o acumulador.
Proceso de fabricación las placas solares
La fabricación de una placa solar comienza con la obtención del silicio. Este se extrae de piedras de cuarzo de un filón mineral y que debe tener una pureza de un 98%. Esta pureza es fundamental para el buen rendimiento de las células fotovoltaicas. El material se purifica a través de diferentes procedimientos químicos de lavado y decapado. A continuación se funde el silicio y lleva a cabo un proceso para su cristalización, formando capas mono-moleculares alrededor de un cristalino inicial. El proceso realiza a temperaturas superiores a los 1500º C y el resultado es una especie de lingote de silicio que después se corta en pequeños discos delgados en forma de oblea.
El siguiente paso es fabricar las celdas de las placas solares, para la que se utilizan finas capas de vidrio para proteger las láminas de silicio, a modo de sandwich. Para finalizar, se colocan unas cintas de mental que se incrustan en la superficie y que, mediante contactos eléctricos, van a encargarse de absorber la energía y transmitirla. Una vez completada la unión entre los paneles de silicio y el vidrio, se emplea un sustrato a los paneles Este, generalmente es de cemento conductivo térmico, y tiene la capacidad de evitar que las placas se sobrecalienten.
Tipos de placas solares
Según el proceso de fabricación del silicio cristalino, las placas solares fotovoltaicas pueden ser de varios tipos: monocristalinas, policristalinas y amorfas.
¿En qué se diferencian?
- Monocristalinos. Las placas solares monocristalinas se caracterizan porque las células fotovoltaicas que las forman están compuestas de un único cristal de silicio de gran pureza que se ha solidificado sometiéndolo a una temperatura homogénea. Este procedimiento da como resultado unos paneles de mayor rendimiento, porque los electrones se mueven libremente y con más facilidad.
- Policristalinos. Las placas solares policristalinas están compuestas por varios cristales orientados de diferente manera. Se diferencian de las anteriores a simple vista por su color azulado. El proceso de fabricación es más barato, pero su eficiencia también es un poco inferior. La diferencia de rendimiento entre unos paneles y otros es de aproximadamente un 10%, aunque a altas temperaturas su comportamiento es muy similar.
- Paneles solares amorfos. Este tipo de paneles son los más económicos, ya que son los que tienen una estructura más fina. En este caso, en vez de dividirse en celdas, como en el caso de los monocristalinos y policristalinos, los amorfos están fabricados de una sola pieza uniforme. Por esta razón, la estructura puede variar mucho de tamaño.
Instalación de placas solares o módulos fotovoltaicos
Una vez que ya sabemos qué tipo de paneles existen, y se ha valorado cuál es el más conveniente para cada caso, es el momento de proceder a la instalación de las placas solares. Cabe mencionar que este tipo de proyectos deben ser realizados por profesionales del sector que además deben estar certificados para realizar estas instalaciones. La instalación en sí misma consta de tres pasos básicos, que son montar la estructura que dará soporte a las placas solares solares; fijar las placas en esta estructura, y conectarlas al inversor eléctrico. Sin embargo, el proceso real se inicia mucho antes, y el montaje de los módulos sería solamente la parte final. Un sistema fotovoltaico debe cumplir con ciertos requisitos legales, lo que significa que hay que cumplir con varios pasos imprescindibles.
- Elaborar una memoria técnica, que debe realizar el instalador solar certificado o la empresa encargada del proyecto.
- Obtener los permisos pertinentes para llevar a cabo la instalación.
- Instalar el módulo.
- Legalización del sistema y puesta en marcha.
Cuando se decide proceder a instalar un sistema fotovoltaico el primer paso es comprobar si la cubierta donde se va a colocar el módulo cumple con los requisitos necesarios. Estos requisitos hacen referencia a dos aspectos: a su estado y a los aspectos legales.
Te dejamos un enlace a uno de nuestros artículos sobre la normativa de autoconsumo en 2021-2022
Estado de la cubierta
La cubierta debe encontrarse en perfecto estado antes de proceder a la instalación. En el caso de presentar desperfectos, es aconsejable efectuar las reparaciones pertinentes para que la superficie sea la idónea y pueda albergar durante muchos años los paneles solares sin dar ningún tipo de problemas. De lo contrario, si la cubierta no está en buen estado, podría empeorar durante los trabajos de instalación y en el caso de tener que hacer arreglos con el módulo ya instalado, supondría desmontar todo el sistema y volverlo a montar, con el incremento de gastos correspondientes.
Otros aspectos fundamentales relativos a la cubierta, son la orientación y la inclinación para las placas solares, ya que van a determinar la eficiencia de la instalación, y más a largo plazo, su rentabilidad. Esto incluye tener en cuenta los posibles sombreados que se puedan producir encima de los paneles y lo ideal es evitar cualquier obstáculo que genere sombras en cualquier momento del día.
Interesante a leer: ¿Cuántos días de sol al año hay en Catalunya?
Permisos para la instalación de placas solares
Si la cubierta se encuentra en buen estado y cumple con los requisitos para la instalación de un módulo solar, lo siguiente es solicitar los permisos que se requieren para este tipo de trabajos. Existen permisos previos a la obra y otros posteriores que sirven para legalizarla. Por lo general, la documentación que se va a necesitar es la siguiente:
- Diseño de la instalación fotovoltaica
- Permiso de acceso y conexión a la red
- Licencia de obra (aunque no siempre se exige)
- Pago de los impuestos correspondientes (tasa municipal e ICIO)
- Autorizaciones administrativas (de construcción, ambiental o de utilidad pública)
- Certificado de fin de obra
- Después de la instalación también hay que realizar algunos trámites.
- Inspección inicial del módulo fotovoltaico
- Registro de la instalación de autoconsumo en Industria
- El contrato de acceso para el uso de la instalación
- Un contrato para el suministro de servicios auxiliares (en instalaciones conectadas a la red)
- El contrato de compensación de excedentes, si se escoge esta modalidad
- También el un contrato de representación
- Inspecciones periódicas
- Documentación para solicitar las subvenciones de autoconsumo
Aunque parezca que son muchísimos trámites, el proceso es bastante ágil y sencillo.
¿Qué elementos forman un sistema fotovoltaico?
Como veíamos antes, los paneles solares son el elemento más visible de una instalación fotovoltaica, pero hay otros componentes igual de importantes que son imprescindibles para su funcionamiento. Así pues un sistema de placas solares está compuesto de los siguientes elementos
- Las placas solares
- La estructura donde se fijan las placas
- El cableado
- El inversor fotovoltaico
- Baterías, que son opcionales y solo se precisan en sistemas independientes de la red eléctrica. Consulta también nuestro artículo sobre placas solares con baterías y sin baterías
- Optimizadores de placas solares
- Cargadores bidireccionales para vehículos eléctricos (opcional en caso de tener coche eléctrico)
- Software de monitorización de generación de energía solar
Inclinación y orientación
La orientación y la inclinación de los paneles solares son dos aspectos fundamentales para su funcionamiento y rendimiento. De hecho, sin no son las adecuadas, la producción fotovoltaica se puede ver comprometida. En el hemisferio norte la orientación ideal es hacia el sur para que puedan recibir todas las horas de sol directo posible al día. Si esta opción no es viable, se puede considerar la orientación hacia el este o el oeste, adaptando la inclinación de los paneles y teniendo en cuenta que las horas de producción se limitarán a la mañana o a la tarde, según el caso. Orientación norte no se recomienda porque la radiación que reciban los módulos será mínima e insuficiente. ¿Qué pasa cuando existen sombras que pueden afectar al rendimiento de las placas solares?
En cuanto a la inclinación, depende de la ubicación geográfica. Por ejemplo, en nuestro país la recomendada es de 30º, aunque puede variar según la región. En el norte del país se pueden colocar hasta en 40º, mientras en que el sur se recomienda una inclinación de 20º. Esto significa que cuanto más nos aproximamos al ecuador, menos grados habrá que inclinar los paneles, ya que los rayos del sol inciden de manera más perpendicular.
Cómo dimensionar la instalación de placas solares
Una de las partes más importantes de un proyecto fotovoltaico es el dimensionamiento del mismo. Dimensionar correctamente el sistema puede influir en su rentabilidad tanto como la inclinación y la orientación. Un aspecto que hay que tener en cuenta es el tamaño de las placas solares, que viene determinado por el número de células fotovoltaicas que lo componen. Los más comunes para el autoconsumo residencial son los de 60 celdas en total, distribuidos en 6 filas de 10 celdas cada una. El tamaño estándar de estos módulos es de 164 cm x 99 cm. En cuanto a las de uso industrial, generalmente cuentan con 72 celdas fotovoltaicas, por lo que su tamaño es un poco mayor y alcanzan los 2×1 m. Son menos usuales, pero también existen paneles de más de 72 celdas para usos muy específicos. Leer Más sobre dimensionamiento de placas solares.
Dimensionado en viviendas y empresas
Esta diferencia de tamaño responde a las distintas necesidades de potencia en su uso industrial o doméstico. Una empresa o una fábrica necesita generar una mayor cantidad de potencia para realizar su actividad, mientras que una vivienda unifamiliar tiene más que suficiente con los módulos de menor tamaño. Pero, ¿Cuántos paneles hay que instalar para tener suficiente suministro eléctrico? Para conocer cuántas placas solares se necesitan solo hay que hacer un sencillo cálculo. Para ello hay que conocer cuál es el consumo eléctrico exacto de una vivienda y trasladarlo a la potencia de las placas solares. Supongamos que tenemos una factura de 100 € mensuales, lo que se traduce en un consumo de unos 5.000 W cada mes. Por lo tanto, si un panel solar puede producir hasta 500 W, el sistema ideal debería estar compuesto de 10 placas solares, para poder ofrecer el mismo suministro energético.
Esta es una estimación aproximada, lo recomendable es estudiar a fondo cada caso, comprobar el consumo real, y efectuar un estudio energético (puedes pedir el tuyo gratuito a EFC SOLAR) para seguir unas pautas de consumo responsable que permita a los usuarios disfrutar de un mayor ahorro. Si hablamos de una instalación aislada (sin conexión a la red eléctrica) hay que instalar un número más grande de paneles para generar más cantidad de electricidad y almacenarla en las baterías, para utilizarse en los momentos en los que no hay producción.
Problemas de un sistema con energía solar sobredimensionado
Tener más placas solares no implica una mayor eficiencia o rentabilidad, de hecho puede ser todo lo contrario. Tanto si se trata de una instalación aislada o conectada a la red, el propósito de un sistema fotovoltaico es ahorrar, por lo tanto, lo ideal es tener la producción energética necesaria para el consumo, no más. En sistemas aislados, los paneles deben producir la cantidad de electricidad que va a consumir la vivienda. No obstante, hay que tener en cuenta que en la mayoría de los casos el consumo es mínimo durante gran parte del día, y toda esa energía se irá almacenando en las baterías.
En instalaciones conectadas a la red, se pueden obtener compensaciones, pero solo si el importe del excedente de energía no supera al de la cantidad consumida de la red. En algunos casos se pierde una parte de esa producción que se transfiere a la red de la compañía sin compensación a cambio. Así que, sabiendo que no todo el excedente vertido a la red será compensado, no parece tan buena idea colocar paneles de más, aumentando una inversión que tardará más tiempo en amortizarse.
Mantenimiento de las placas solares
Una de las grandes ventajas de las instalaciones fotovoltaicas es que requieren muy poco mantenimiento y esto contribuye a brindarles una gran rentabilidad. El mantenimiento de las placas solares consiste básicamente en realizar una sencilla limpieza periódica de los módulos, y en la sustitución de las piezas averiadas o defectuosas cuando sea necesario.
La limpieza es fácil de llevar a cabo y no tiene que ser realizad por personal especializado, a menos que el acceso sea complicado o requiera algún tipo de sistema de seguridad. Se trata simplemente de mantener la superficie de las celdas limpias de polvo o cualquier tipo de suciedad. De esta forma pueden seguir captando toda la radiación solar posible. A veces es suficiente con un poco de agua con una manguera, pero si es necesario una limpieza más a fondo, basta con utilizar una esponja suave empapada en agua jabonosa.
En lo que se refiere a piezas defectuosas, estas se pueden sustituir de forma gratuita si se encuentran todavía en periodo de garantía.
Garantías y seguros para placas solares e instalaciones fotovoltaicas
Seguros
Aparte de un correcto mantenimiento de las placas solares, otra manera de cuidar y prolongar la durabilidad de una instalación fotovoltaica son los seguros. Actualmente, las opciones en este aspecto son diferentes para sistemas de autoconsumo o para empresas dedicadas a la producción energética. En el caso de las empresas, pueden tener sus sistemas protegidos con seguros específicos que pueden tener cobertura contra incendios, rayos, explosiones, robo o expoliación, y también contra posibles daños en los aparatos eléctricos e instalaciones, averías de maquinaria o pérdidas de beneficios.
En los sistemas enfocados al autoconsumo, es el seguro general de hogar el que debe proteger los papeles solares. Las aseguradoras contemplan dos opciones y darán un tipo de cobertura u otra en función de si consideran que el sistema es continente o contenido. Si son parte del contenido se las considerará como un elemento que forma parte de la vivienda, al igual que otras instalaciones como el gas o el agua. Si son continente se considera que componen la vivienda misma, como muros, techos, ventanas, etc. El criterio puede variar según cada aseguradora, por lo que conviene consultarlo previamente. Leer más sobre seguros de placas solares e instalaciones fotovoltaicas.
Garantías
Además de los seguros, existen las garantías que ofrecen los fabricantes para el remplazo de módulos o piezas defectuosas. Por lo tanto, si el rendimiento de alguno de los paneles es inferior a lo previsto, el servicio técnico de la empresa proveedora tendrá la obligación de sustituirlo por uno nuevo, siempre y cuando se esté dentro del plazo estipulado.
La potencia de las placas solares
Otro aspecto importante en los módulos solares es su potencia, ya que de esta depende parte del rendimiento del sistema. Esto a su vez está determinado por tres factores: el tipo de celdas, el número de celdas de cada panel, y la climatología de la zona. Una célula fotovoltaica produce entre 0,5 y 0,6 voltios, así que para calcular la potencia de un panel, solamente hay que multiplicar la potencia de cada una por el número de celdas del panel. Si producen de promedio 0,6 voltios, una placa para uso residencial de 60 celdas tendrá una potencia de 36 voltios. ¿Vale la pena instalar placas solares? Sí, en el 95% de los casos.
Cuáles son los paneles solares más adecuados
Una vez que tenemos toda la información acerca de los diferentes módulos fotovoltaicos y todas sus opciones, es el momento de elegir las mejores placas solares para cada vivienda particular. Los tres factores determinantes para tomar la mejor decisión son el consumo energético de la vivienda, el tipo de placas solares y el tamaño del sistema.
Las placas solares monocristalinas son las que ofrecen un mayor rendimiento, ya que generan energía incluso en temperaturas más bajas. Dependiendo de la región o del uso, se valorará la idoneidad de invertir en un sistema de mayor o menor calidad. No es lo mismo una vivienda habitual que una segunda vivienda que solo se utiliza en verano, por ejemplo. En cuanto a la dimensión, los módulos más adecuados para una vivienda unifamiliar son las de 60 celdas. En cuanto al número de paneles, dependerá de los hábitos de consumo de cada casa.
Saber más sobre los tipos de placas solares
¿Cuánto se puede ahorrar con la instalación de placas solares?
Una de las principales motivaciones para pasarse a la energía fotovoltaica, es el ahorro económico. La rentabilidad de un sistema de autoconsumo está determinado por diferentes factores, como la inversión realizada por el sistema, la cantidad de energía generada, los hábitos de consumo de la vivienda y las subvenciones o ayudas obtenidas para la instalación. En España disfrutamos de una media de 1.300 horas de sol al año por lo que la producción fotovoltaica es muy elevada y por consiguiente también lo es su rentabilidad.
Por otra parte, el Gobierno, las Comunidades Autónomas y las administraciones locales, están promoviendo las energías renovables a través de diferentes programas de ayudas para instalaciones de autoconsumo. Estas ayudas pueden ser de diversos tipos, desde subvenciones hasta beneficios fiscales, como reducción del IRPF, o bonificaciones en impuestos como el ICIO o el IBI. Ayudas y subvenciones para instalar placas solares en Cataluña en 2021.
Rentabilidad de instalaciones fotovoltaicas
Pero aún sin recibir ningún tipo de ayuda económica, la rentabilidad de un sistema fotovoltaico es muy elevado, ya que la energía que se produce se puede auto-consumir, y esto permite a los usuarios ser mucho menos dependientes del sistema eléctrico. Los precios de los paneles solares han disminuido y junto a las ayudas y bonificaciones, son muy rentables.
En los sistemas conectados a la red, que son los más habituales, y por ahora los más rentables, se puede disfrutar de una reducción en la factura de la luz de, como mínimo, un 50%. Si se obtiene una compensación por los excedentes vertidos a la red, se puede acelerar ligeramente el periodo de amortización. La rentabilidad de un sistema fotovoltaico para el autoconsumo es de un 15% cada año.
Principales aplicaciones de las placas solares
La energía solar es, hoy por hoy una de las que más aplicaciones tiene. Las instalaciones fotovoltaicas son muy versátiles y pueden adaptarse a todo tipo de usos y necesidades, desde los suministros más pequeños, hasta abastecimientos más grandes. Puede proporcionar la electricidad necesaria para el día a día de una familia, pero también se puede aplicar al transporte, al alumbrado público o a instalaciones agrícolas, entre otras muchas opciones. Las aplicaciones más habituales de las placas solares en la actualidad son para calefacción, aire acondicionado, uso de electrodomésticos, agua caliente, termostatos, alumbrado, carga de coches eléctricos, riego automatizado, medios de transporte como barcos o aviones o ascensores.
Ventajas de las placas solares fotovoltaicas
Como vemos, los usos de la energía solar son muchos, pero además la energía fotovoltaica cuenta con grandes ventajas, de ahí a que se haya convertido en la gran apuesta dentro de todas las alternativas renovables.
Los beneficios medioambientales de este tipo de energía es innegable, ya que las placas solares producen energía 100% limpia. Al no generar gases de efecto invernadero, la huella de carbono se reduce de forma significativa. Además, la contaminación es mínima, en parte debido a la gran durabilidad de los paneles solares, que pueden funcionar durante más de 35 años.
La energía solar no requiere la extracción continua de materiales para poder funcionar, y tras una inversión económica inicial, el importe de las placas solares se recupera en unos pocos años. Por otro lado, estas instalaciones reducen la necesidad de combustibles fósiles y promueve la seguridad energética al disminuir la dependencia de suministradoras externas. Es, por lo tanto, una fuente de energía sostenible y renovable.
Avances tecnológicos
En los últimos años, los avances tecnológicos en el sector han permitido reducir los costes de modo considerable. Al mismo tiempo, se han realizado mejoras para aumentar la capacidad de producción de energía. Gracias a esto y a las diferentes ayudas gubernamentales para placas solares, su rentabilidad está asegurada y se trata de una opción cada vez más accesible para todos los ciudadanos. En 2020, en plena pandemia, se instalaron en España 596 MW de potencia fotovoltaica para el autoconsumo, un 30% más que en 2019. La península es una de las regiones europeas con mayor número de horas de sol al año. Esto nos brinda una gran oportunidad para el desarrollo de este tipo de soluciones.
EFC SOLAR, expertos en la instalación de placas solares y autoconsumo con energía solar
Si te estás planteando pasarse a la energía solar y quieres conocer la viabilidad de una instalación en tu vivienda o empresa de forma gratuita, no dudes en contactarnos y comenzaremos a darle forma al proyecto para que puedas disfrutar cuanto antes de tus paneles solares y tu propia energía.
