2021 Y La Fábula Del Autoconsumo Solar

Aclaración previa: estamos a favor de las energías renovables en general y de la energía solar en particular. Nos dedicamos a eso.

Esto no impide que tengamos una mirada crítica acerca de cómo se está desarrollando el sector.

Haciendo el paralelismo con una famosa zaga, por un lado tenemos a “la resistencia” (particulares y empresas) y por el otro a “el lado oscuro” (administraciones públicas y empresas comercializadoras de energía).

El discurso es que las energías renovables además de ayudarnos a combatir el cambio climático nos proporcionarán la independencia energética.

Nuestro territorio se llena de parques solares y eólicos y cada vez se observan más sistemas fotovoltaicos en los tejados.

Pero la realidad es que el precio de la energía en algunos países se ha casi quintuplicado en los últimos 2 años y que los beneficios del autoconsumo solar, en la mayoría de los países y principalmente en el sector residencial, se desvanecen en peajes y sistemas de compensación poco claros.

En el caso de los sistemas renovables a gran escala todavía resulta poco eficiente el acoplamiento de la energía generada con la red de distribución. Para evaluar su localización, en la mayoría de los casos no se han usado criterios científicos, técnicos, ecológicos, económicos y sociales que minimicen su impacto en el paisaje, la biodiversidad y el modo de vida de los habitantes de los territorios afectados.

En cuanto a los sistemas de autoconsumo solar, actualmente solo resultan interesantes en aquellas actividades en las que las horas de radiación solar coinciden con las horas de consumo de energía.

Haciendo el paralelismo con otra conocida zaga, para superar estos obstáculos debemos encontrar lo antes posible el santo grial: un sistema eficiente y barato de almacenamiento de energía.

Mientras tanto “el lado oscuro” le sigue ganando por goleada a “la resistencia”. Uno de sus integrantes regula el sector con normativa y procedimientos de fijación de tarifas a la medida de los intereses del otro y el otro integrante es un voraz agente de recaudación de impuestos para el primero.

Tenemos otra mala noticia… hacer las cosas como se debería va en contra de los intereses de “el lado oscuro”.

Cómo se deberían hacer las cosas ? Apoyándonos en 3 pilares básicos:

1) Eficiencia energética

Hacer un uso más eficiente de los recursos disponibles se contradice con la idea establecida de que el aumento del PIB es sinónimo de progreso. Implicaría fabricar dispositivos más eficientes desde el punto de vista energético y reducir la obsolescencia planeada de los mismos. En síntesis, utilizar menos recursos y generar menos basura. O lo que es lo mismo, darle prioridad a la calidad ambiental por encima de la cantidad económica.

El momento de la eficiencia energética? | Blog IL3 - UB

2) Energías renovables

De los 3 pilares, es el único en el que hay consenso y en el que más avances se han conseguido. El remplazo de los recursos fósiles que producen el efecto invernadero por recursos renovables para la generación de energía está prácticamente fuera de discusión.

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3) Generación distribuida

Aquí también se produce el choque de intereses. Generación distribuida es sinónimo de independencia energética y esto no le interesa a “el lado oscuro”. Implicaría menos control, menos peajes, sistemas transparentes o nulos de compensación y menos recaudación de impuestos.

La generación distribuida conlleva la descentralización en células interconectadas de generación y por consiguiente la minimización de pérdidas ocasionadas por el transporte de la energía. La generación de energía está próxima a los puntos de consumo favoreciendo el autoconsumo. Esto se traduce en ahorro de energía, reducción de costes y transparencia del sistema energético.

Utilizando emplazamientos en áreas urbanas e industriales (cubiertas y tejados) cercanos a los puntos de consumo se produciría un menor impacto sobre la biodiversidad.

Lo opuesto a la centralización y el control. Con una red energética centralizada como la actual, la energía se genera en centrales situadas a grandes distancias de los lugares de consumo. Esto requiere de una compleja infraestructura de transporte y distribución. Desde un punto de vista económico representa una alta rentabilidad para sus operadores, pero conlleva un elevado impacto medioambiental y una elevada pérdida de rendimiento (cercana al 20%); motivada por los procesos de transformación necesarios para el transporte de la electricidad.

La ULE dedica un curso a la generación distribuida y fotovoltaica

Es importante el aporte de la energía solar térmica a pequeña escala con un rendimiento que duplica al de la energía solar fotovoltaica.

Muchos países, como por ejemplo España, la han incorporado como requisito indispensable para la obtención de la licencia de obra de cualquier nueva edificación.

Esto es muy positivo, pero lamentablemente podemos afirmar que aproximadamente 4 de cada 10 de estas instalaciones no funcionan correctamente porque la fiscalización se limita a la obtención de la licencia de obra y no a su funcionamiento y mantenimiento posterior; como en el caso por ejemplo de una caldera de gas.

Tanto “la resistencia” como “el lado oscuro” saben que este es el camino.

Pero la primera está dispersa y solo tiene fuerza para encumbrar de vez en cuando algunos personajes mediáticos efímeros y el segundo sigue manejando los hilos en la sombra con el único objetivo de maximizar sus beneficios.

De vez en cuando se reúnen para sacarse una foto y emitir declaraciones de intención vacías de objetivos y planes concretos y asignar partidas presupuestarias millonarias que vaya a saber uno adónde irán a parar. La última fue en Roma en octubre pasado.

Desde Sopelia les animamos a sumarse a “la resistencia” y a seguir luchando contra el cambio climático, cada uno en su ámbito y en su día a día porque como dice un amigo nuestro: no hay planeta B.

Todo lo que necesitas es sol. Todo lo que necesitas es Sopelia.

Energía Solar Paraguay

Paraguay cuenta con una de las mayores proporciones de energía renovable en Sudamérica. La energía hidroeléctrica constituye alrededor del 99,5 % de la capacidad de electricidad instalada. Esto lo hace altamente dependiente de los ríos que alimentan las principales centrales hidroeléctricas del país, desde donde la mayor parte de la electricidad producida se exporta a los países vecinos.

En 2020, las energías renovables habían alcanzado una capacidad instalada de 8 832 megavatios (MW). La capacidad hidroeléctrica representó 8 810 MW (47% de su oferta energética). En segundo lugar, está la biomasa (33%), en su mayor parte explotada en forma no sustentable, y, por último, los hidrocarburos (20%), importados en su totalidad.

Paraguay ostenta el raro título de mayor exportador mundial de energía eléctrica, pero muchos sostienen que es un exportador ineficiente porque la compensación que obtiene es muy inferior al precio de mercado de la energía; a la vez que un consumidor ineficiente porque utiliza una cantidad bajísima de su capacidad hidroeléctrica instalada.

Desde la perspectiva de la demanda de energía, la principal fuente energética es la biomasa (44%), seguida por los hidrocarburos (40%) y, en un lejano tercer lugar, la electricidad (16%). La principal fuente de energía producida en Paraguay es así la menos utilizada en el país.

Paraguay ha ratificado el Acuerdo de París en 2016, la Ley Nacional de Cambio Climático de 2017 y la Contribución Determinada a Nivel Nacional, actualizada en virtud del Acuerdo de París y presentada en julio de 2021.

Qué es la energía solar térmica y para qué sirve?

El Atlas del potencial energético solar y eólico del Paraguay, es una de las herramientas que desarrollaron desde Itaipú para visibilizar datos de gran relevancia para desarrolladores de estas tecnologías interesados en nuevos proyectos de generación en este país.

En aquel documento se refleja un futuro promisorio para la tecnología solar.

En cuanto al potencial energético solar, se encuentra representado en energía solar media diaria acumulada en un año por unidad de superficie (kWh/m²- año). Este mapa denota un considerable potencial en todo el territorio, con tendencia positiva hacia el norte del país, registrando cifras máximas que rondan entre los 1850 a 2000 kWh/m²- año, especialmente entre los departamentos de Alto Paraguay, Boquerón, Concepción, Amambay, San Pedro, Canindeyú y Alto Paraná.

Las Energías Renovables no Convencionales como eólica y solar aún tienen porcentajes muy bajos en la matriz energética instalada. Por ello, el Viceministerio de Minas y Energía de Paraguay (VMME), la Itaipú Binacional, el Parque Tecnológico Itaipú (PTI-PY), la Administración Nacional de Electricidad (ANDE) y otras entidades, estarían trazando un plan estratégico de promoción a estas energías alternativas.

Actualmente, está vigente la Ley 3009 del año 2016. Se hicieron llamados a licitación en el marco de esa ley pero no se concretaron adjudicaciones, porque en su momento los precios de los proyectos no llegaron a ser mejores que el de Itaipú.

Además, requerían de una licencia de autogeneración y se impedía la venta a terceros.

Con los cambios introducidos a la normativa que regula el sector, se espera que la solar sea la tecnología renovable no convencional más competitiva en 2021.

Se podría tener a 39 dólares el MW solar, mientras que para la hidroeléctrica sería USD 47 y para la eólica USD 43.

Diario HOY | ¿Aire, heladeras y otros aparatos movidos a energía solar?: Costos, pros y contras

A diario, miles las personas principalmente en Asunción y el Área Metropolitana, quedan durante varios horas sin energía eléctrica.

Esta problemática ha obligado a plantearse la necesidad de buscar otras alternativas que ayuden a compensar la falta de un buen servicio y, a su vez, hacer frente a los constantes cortes de luz.

El uso de energía solar, si bien todavía no está muy popularizado en Paraguay, podría ser una solución.

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Financiación y Venta de Proyectos Verdes

Sopelia brinda soporte para la financiación y venta de proyectos verdes en todo el mundo.

La documentación a aportar para acceder a esta financiación debe incluir:

1) País en el que se localiza el proyecto

2) Tipo de proyecto

3) Potencia en MW

4) Permisos con los que ya se cuenta

5) PPA (si ya se cuenta con ella o si se está en proceso de obtención)

6) Estudio medioambiental

7) Estudio jurídico

8) Evaluación de impacto social

9) Propiedad o derecho sobre los terrenos

10) Estudio y zona de interconexión.

Esta información es analizada por Sopelia y se envía a los fondos de inversión con los que la empresa opera para su evaluación.

Aquellos fondos interesados en financiar el proyecto suscribirán una carta de intención con el propietario del proyecto antes de firmar el contrato definitivo.

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En lo que a la venta de proyectos se refiere, la documentación a aportar debe incluir:

1) Estructura societaria del propietario

2) Código IT

3) Capacidad instalada en MW

4) Producción histórica de los últimos 4 años

5) Valor del inmovilizado material e intangible y calendario de depreciación

6) Saldo existente en cuentas (operativa, CRSD y mantenimiento)

7) Detalle de costes operativos anuales (indicando alcance y plazo contrato O&M)

8) Contrato de financiación (calendario, deuda pendiente, Swap, tipo, margen, coste anual agencia)

9) Estructura del equity (préstamos participativos, valor y coste anual)

10) Créditos fiscales (BINS, intereses financieros por deducir, créditos medioambientales, créditos fiscales por limitación de amortización, etc.).

Esta información es analizada por Sopelia y se envía a los fondos de inversión con los que la empresa opera para su evaluación.

Aquellos fondos interesados en adquirir el proyecto suscribirán una carta de intención con el propietario del proyecto antes de firmar el contrato definitivo.

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Tanto en financiación como en venta de proyectos es condición sine quanon aportar toda la información detallada con su correspondiente documentación respaldatoria.

Para comprender el proceso de financiación de estos proyectos se puede acceder a los siguientes posts:

Financiación De Proyectos Verdes

Financiación De Proyectos Verdes(II)

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DIMENSIONADO DE SISTEMAS FV AISLADOS

Los sistemas fotovoltaicos autónomos o aislados no necesitan de una conexión con una red eléctrica y su funcionamiento es independiente o autónomo de dicha red.

Las aplicaciones que más se están implementando actualmente son pequeñas instalaciones para iluminación de viviendas a las que no llega la red general, de bombeo, instalaciones agrícolas varias, de señalización, albergues, campings, refugios, chalets de verano y fin de semana.

El criterio que se sigue en el dimensionado de un sistema fotovoltaico aislado no es tanto el producir la máxima energía sino que aparece el concepto de fiabilidad (asegurar el buen funcionamiento del sistema procurando que los fallos sean mínimos).

Dimensionar un sistema fotovoltaico aislado requiere 7 pasos:

1. Estimación de la carga eléctrica (consumo eléctrico)

Debemos conocer la potencia de cada elemento de consumo y el tiempo de uso estimados. Normalmente el cálculo se hace utilizando W/h como unidad de energía.

Para estimar estos valores podemos consultar el siguiente enlace

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2. Estimación de la energía solar disponible

Hm es la energía en kWh que incide sobre un metro cuadrado de superficie horizontal en un día medio del mes m. De la tabla correspondiente se obtiene el valor en MJ/m2 (mega julios / m2).

Hay que realizar la conversión y expresarlo en Wh/m2 ó kWh/m2. Siendo 1 MJ a 277,77 Wh ó 0,277 kWh.

Para estimar estos valores podemos consultar el siguiente enlace

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3. Dimensionado de baterías

Para definir el tamaño del acumulador, se deberá establecer N (Días de autonomía). Es el número de días consecutivos que en ausencia de Sol, el sistema de acumulación es capaz de atender el consumo, sin sobrepasar la profundidad máxima de descarga de la batería.

Identificado N y conocida la energía total requerida Et (consumo final de electricidad) en un período de 24 horas vamos a calcular la energía real Er que los módulos deben aportar a la batería elegida (que tendrá una profundidad de descarga máxima admisible pd).

La energía Er diaria deberá tener en cuenta las diferentes pérdidas que existen:

Er = Et / R

Siendo R un factor global de rendimiento de la instalación, cuyo valor será:

R = 1 – [(1 – kb – kc – kv) ka . N / pd] – kb – kc – kv

kb: coeficiente de pérdidas por rendimiento en la batería. Varía entre 0,05 (si no hay descargas intensas) y 0,1 (para casos más desfavorables).
ka: coeficiente de autodescarga. Si el dato no aparece en la ficha técnica de la batería, puede estimarse en 0,005 (0,5% diario).
kc: coeficiente de pérdidas en el convertidor. Si el sistema no incorpora inversor, es cero. Oscila entre 0,2 para inversores de onda senoidal y 0,1 para inversores de onda cuadrada.
kv: coeficiente de otras pérdidas. Suele estimarse en 0,15 y en 0,05 si ya hemos considerado los rendimientos de cada aparato al calcular los consumos.

Calculado R y obtenida Er pasamos a determinar la capacidad útil Cu de la batería. La batería debe ser capaz de acumular la energía a suministrar a lo largo de ese período:

Cu = Er . N

Para pasar de Wh a Ah, dividiremos Cu entre la tensión nominal de la batería (generalmente 12 V o 24 V).

Ahora calculamos la capacidad nominal máxima C asignada por el fabricante de la batería. Estas capacidades serán asignadas para temperaturas entre 20º y 25º C.

C = Cu / pd

Con estos datos se seleccionará, entre las baterías que se ofrecen en el mercado, la que más se aproxime a la capacidad nominal C obtenida.

Para estimar estos valores podemos consultar el siguiente enlace

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4. Dimensionado de la superficie de captación

La energía originada en los módulos que debe llegar al acumulador (Er) sufre pérdidas originadas por el regulador que se estiman en aproximadamente el 10%; por lo tanto la cantidad diaria de energía a producir por los módulos Ep es:

Ep = Er / 0,9

A partir de la siguiente fórmula calcularemos las HSP (horas de sol pico u horas de sol a una intensidad de 1000 W/m2), partiendo de H expresada en MJ (1 kWh= 3,6 MJ):

HSP = 1 / 3,6 k . H (MJ) = 0,2778 k . H

k es el factor de corrección por inclinación de los módulos de acuerdo con la latitud de la localización de la instalación.
H es la radiación media diaria de cada mes expresada en MJ/m2.

Para acceder a estos valores podemos consultar el siguiente enlace

Como ya hemos dicho, debemos basarnos en el mes más desfavorable y además corregir de acuerdo con los factores climatológicos de la zona (atmósfera limpia o zona de montaña = 1,05; zona con polución = 0,95; zona con nieblas = 0,92).

La orientación idónea es siempre hacia el ecuador y para determinar la inclinación podemos seguir las recomendaciones del post Estructura soporte.

Para calcular el número de módulos usaremos la siguiente fórmula:

NM = Ep / 0,9 . Pp . HSP

Pp es la potencia nominal (pico) de los módulos elegidos. Se seleccionará la combinación de módulos más adecuada para la instalación (precio, espacio disponible, carga a satisfacer, etc.).

Se multiplica por 0,9 para considerar las posibles pérdidas adicionales que pueden provocar la suciedad de los módulos, reflexión, etc..

Si el resultado no es un número entero, se redondeará a la unidad superior si el decimal es igual o mayor a 0,5 e inferior si es menor de 0,5.

Conociendo el número de total de paneles del generador fotovoltaico y la tensión nominal de la batería, que coincide con la tensión nominal de la instalación, se puede determinar si es necesario agrupar los módulos en serie y en paralelo. El número de módulos que habrá que conectar en serie, se calcula así:

Ns = VBat / Vm

Donde:
Ns número de módulos en serie por rama
VBat tensión nominal de la batería (V)
Vm tensión nominal de los módulos (V)

Y el número de ramas en paralelo a conectar para suministrar la potencia necesaria, viene dado por:

Np = NM / Ns

Siendo Np el número de módulos a conectar en ramas paralelo.

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5. Especificar el controlador o regulador

Para el dimensionado podemos consultar el post Regulador de carga solar.

Se dimensionará la instalación, de tal forma que el factor de seguridad se corresponda con un 10% como mínimo entre la potencia máxima producida y la del regulador. Se utilizará el mínimo número posible de reguladores.

Para hallar el número de reguladores Nr utilizaremos la siguiente ecuación:

Nr = Npp . ip / ir

Siendo:
Npp el número de módulos en paralelo.
ip la intensidad pico del módulo seleccionado.
ir la intensidad máxima que es capaz de disipar el regulador.

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6. Dimensionado del inversor

A la hora de dimensionar el inversor se tendrá en cuenta la potencia que demanda la carga compuesta por dispositivos de CA, de forma que se elegirá un inversor cuya potencia nominal sea apenas superior a la máxima demandada por la carga.

Si el sistema cuenta con dispositivos de CA podemos consultar el post Convertidor solar para dimensionarlo.

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7. Elección de la sección de los cables

Para seleccionar la sección de cables se tendrán en cuenta las recomendaciones del post Cableado solar.

El dimensionado del cableado constituye una de las tareas en las que se deberá prestar especial atención, ya que siempre que exista consumo habrá pérdidas debido a las caídas de tensión en los cables.

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Este es un extracto de los contenidos incluidos en el Manual Técnico-Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y en la formación e-learning de Sopelia.

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Aislamiento Solar Termico

Los aislantes térmicos se caracterizan esencialmente por su resistencia térmica y su inercia térmica.

La resistencia térmica se define como la dificultad que presenta un producto de un espesor dado para dejar pasar el calor en condiciones unitarias de superficie, diferencia de temperatura y tiempo. Por definición, es el cociente entre el espesor y la conductividad térmica.

La inercia térmica es la capacidad física de un material para conservar su temperatura.

Los mejores aislantes son el aire, espuma de poliuretano, fibra de vidrio, corcho (expandido), espuma de vidrios, láminas de fibra de madera, goma esponjosa, PVC, vermiculita expandida, aserrín, vermiculita suelta y linóleo.

Un aislamiento térmico representa primeramente economía, porque al evitar la transmisión de calor, se evita el paso de energía de un cuerpo a otro. Además, un aislamiento térmico representa una inversión que se verá recuperada en un tiempo relativamente corto, con el ahorro energético que se obtendrá, y con la mejor eficiencia y funcionamiento de los equipos y maquinaria.

Si el sistema solar térmico no está aislado térmicamente se tendrá una pérdida de calor y para contrarrestar este fenómeno el sistema tendrá que recurrir a la energía auxiliar para poder mantener la temperatura que se requiere. Por lo tanto si se aísla térmicamente el sistema, se evitará la pérdida de calor y se aprovechará la energía solar evitando que se accione el equipo de energía auxiliar.

El aislamiento térmico también va a representar una protección para el personal que pudiera estar en contacto accidentalmente con las superficies calientes.

Resultado de imagen de aislamiento solar térmico

Características de un buen aislante:

1. Baja conductividad calorífica.
2. Ligero (no recargar el peso de las instalaciones)
3. Incombustible y resistente a la putrefacción
4. Que no sea atacado por roedores o insectos y que no crie insectos
5. Inerte
6. Fácil de colocar.

Los lugares en donde el aislamiento es más relevante son: la parte posterior de los colectores, las tuberías y el acumulador.

Como referencia, el grosor mínimo del aislamiento de las tuberías interiores está fijado en España por el RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios), según se indica en la tabla siguiente:

Resultado de imagen de grosor mínimo del aislamiento de las tuberías interiores está fijado en España por el RITE

Para materiales con una conductividad térmica distinta a 0,04 W/m ºC, el espesor se determinará multiplicando el valor de la tabla por λ y dividiendo entre 0,04.

Para los tramos de tuberías instaladas en el exterior, se ha de aumentar el grosor mínimo indicado en la tabla anterior en 10 mm.

El material aislante se sujetará con medios adecuados, de forma que no pueda desprenderse de las tuberías o accesorios.

El aislamiento no dejará zonas visibles de tuberías o accesorios, quedando únicamente al exterior los elementos que sean necesarios para el buen funcionamiento y operación de los componentes.

Para la protección del material aislante situado en intemperie se podrá utilizar una cubierta o revestimiento de escayola protegido con pinturas asfálticas, poliésteres reforzados con fibra de vidrio o chapa de aluminio. En el caso de depósitos o intercambiadores de calor situados en intemperie, podrán utilizarse forros de telas plásticas.

Se ha de tener especial cuidado en garantizar la durabilidad del aislamiento de las tuberías, especialmente en los tramos exteriores expuestos al sol, los cuales tendrán que poseer las siguientes características del aislamiento:

• Inalterabilidad a causa de los agentes atmosféricos y resistencia a la formación de hongos.
• Resistencia a la radiación solar; caso contrario, deberá cubrirse adecuadamente con fundas o pinturas protectoras.
• Sellado de los pasos al exterior y eliminación de los puentes térmicos.

Este contenido fue extraído del Manual Técnico Comercial de Energía Solar Térmica y forma parte del e-learning Solar.

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