El sistema de autoconsumo o generación distribuida, es una alternativa óptima para el ahorro energético del establecimiento y funciona en conjunto a la red pública, ya sea este en un hogar o un negocio siendo a la vez una solución amigable con el medio ambiente.
No cuenta con acumuladores de energías (baterías), por lo cual su funcionamiento depende de la Curva de radiación solar captada por los paneles solares en el transcurso del día, este sistema inyecta Energía desde las primeras horas de la mañana, llega a su pico máximo a medio día y desciende hasta llegar a 0 en la noche.
La conexión del sistema se encuentra en paralelo a la red, si llega a haber algún corte de energía de la empresa de electrificación, el sistema de autoconsumo se detiene de igual manera, aun sí el corte ocurriera durante el día.
Los sistemas de autoconsumo tienen dos principales componentes: Paneles solares y microinversores o inversor centralizado, este último equipo se define según el consumo energético diario del establecimiento.
Equipos para autoconsumo
Los paneles solares captan la radiación solar y la transforma en energía eléctrica de corriente continua y con ayuda del microinversor o inversor centralizado, la corriente continua se convierte a corriente alterna para poder funcionar de manera sincronizada a la red pública y alimentar los equipos del hogar, que son de corriente alterna. Desde luminarias hasta equipos de gran consumo eléctrico como aires acondicionados.
Para el correcto dimensionamiento de los equipos del sistema, se toman datos históricos del consumo en el establecimiento.
¿Qué aspectos debo tomar en cuenta para el diseño y dimensionamiento del sistema?
Identificación del tipo de conexión: El primer paso para empezar a diseñar un sistema de autoconsumo es el identificar si la conexión del establecimiento es monofásica o trifásica, ya que los equipos para este sistema vienen diferenciados por monofásicos o trifásicos
Histórico del consumo: El segundo paso es tomar un histórico del consumo del establecimiento, este regularmente puede ser observado en los avisos de cobranzas o en las facturas de la compañía de electrificación de la zona, un estimado de 12 meses de consumo para tener datos estacionarios durante una gestión. Si el consumo fuese irregular, se optara por realizar un monitoreo con equipos analizadores de red, para observar el consumo energético.
Porcentaje de consumo: Un tercer dato requerido es, determinar el porcentaje de consumo diurno para limitar la curva al consumo que se tiene en ese lapso. La ubicación es también muy importante, dado que según la zona se determina las Horas solares pico (HSP) por cada mes, el cual es parte fundamental el momento del dimensionamiento, para poder determinar una proyección del ciclo de inyección de energía necesario para el sistema y por lo tanto la potencia requerida del sistema.
Selección de equipos
Para un correcto dimensionamiento consideramos la siguiente ecuación para el cálculo de la potencia requerida:
Potencia de equipo (PE) = (C/HSP)*PC
Donde:
PE: Potencia de equipo KW
C: Consumo en Kwh
HSP: Horas Solar Pico Mes Hr
PC: Porcentaje de consumo %
Según el valor de la potencia requerida para el sistema se puede seleccionar el equipo (Inversor/microinversor) mas adecuado y posteriormente según las características técnicas del equipo, definimos la cantidad de paneles solares y el correcto arreglo de paneles.
Cálculo de Generación de energía solar
Para estimar la generación de energía solar durante un año , usamos la siguiente ecuación:
GD=(PE*HSP*EI)/1000
Donde:
PE: Potencia del equipo KW
HSP: Horas Solar Pico mes Hr
EI: Eficiencia del Inversor
GD: Generación de energía diaria KWh/día
GM: Generación de energía mensual KWh/mes
Para el cálculo de la generación de energía solar por un mes, calculamos por la cantidad de días:
GM=GD*30
Importante: HSP es un valor variable, mes a mes, dependiendo de la localización, (cuanto mas cerca del ecuador, mas HSP se tendrá), para obtener este dato existen ya tablas definidas, nosotros recomendamos usar las tablas de la unión europea, que son sencillas, completas y de acceso libre : https://ec.europa.eu/jrc/en/pvgis .
A continuación, mostramos un ejemplo gráfico donde se puede ver la variación de la generación de energía solar GM:
Hasta antes de la gestión 2021, los cálculos y estudios de generación solar, en nuestros diseños cuidábamos no generar una potencia solar por encima de lo consumido, para no probocar una sobre inyección y tener una perdida, dado que no había ninguna compensación por la sobre generación de energía. Ahora gracias al D.S 4477 en Bolivia promulgado este año (2021), se podrá realizar una sobre generación durante el día, esto significa, que podrás dimensionar tu sistema para generar más de lo que consumes durante el día y puedas ser recompensado por ello, según este D.S se tiene 3 categorías para este tipo de instalación de sistemas, Nanogeneración hasta 10 kW; Microgeneración entre 10 kW y 50 kW; y Minigeneración entre a 50 kW y 350 kW.
Ventajas de sistemas de Auto consumo
Los equipos tienen una larga vida útil, entre ellos los paneles que funcionan a un 100% durante 25 años, posterior a ello continúan funcionando sus celdas fotovoltaicas pero a un 80% hasta los 30 años. Los microinversores tienen un tiempo de vida útil de 25 años, por lo cual se puede garantizar una inyección diurna durante esos años, no requieren mantenimiento mecánico ni eléctrico. Los paneles solares solo requieren una limpieza semestral o trimestral según el sitio donde se los coloque. El periodo de recuperación de capital suele ser entre los 4 a 8 años, esto debido al ahorro económico mensual en energía eléctrica de la red. A diferencia de los sistemas híbridos, estos no cuentan con acumuladores de energía, entonces no requieren un cambio cada 5 años de las baterías solares. En comparación a los sistemas aislado, si bien el ahorro es solo diurno, no tendrá interferencia ni tendrá que racionalizar su consumo, ya que constantemente estará generando energía ya sean los paneles solares o la red pública para cubrir su demanda energética.
Más Información sobre monitoreo y los accesorios para la instalación de nuestros sistemas lo estaremos viendo en el siguiente blog.
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Nombre: Ing. Leyla María Herrera Vera
Cargo: SAC- División Energys Energías Renovables SCZ
