Instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo. ¿Qué interesa conocer? ¿A quién benefician? | Eusebio Alonso

Si usted está barajando la posibilidad de realizar una instalación fotovoltaica de autoconsumo doméstico en su vivienda o ya la tiene instalada y tiene curiosidad por aclarar dudas, este artículo puede resultarle de utilidad. Mi intención es presentar la información que yo considero más relevante y dar luz sobre algunos detalles, que no siempre se aclaran adecuadamente por los comerciales de las compañías instaladoras, con objeto de ayudar en la toma de decisiones. Pido disculpas de antemano al lector que ya tenga un conocimiento básico de este tipo de instalaciones por si repito algunos conceptos que puedan resultarle sobradamente conocidos. Este artículo intenta ser de divulgación y a la vez de opinión, y va dirigido a una audiencia lo más amplia posible.

El principal elemento de una instalación fotovoltaica es el conjunto de paneles solares. Estos paneles están constituidos por células de Silicio monocristalino o policristalino dopado, generalmente con Fósforo en su zona N y con Boro en su zona P. La absorción de fotones, suficientemente energéticos recibidos de la luz solar, permite liberar electrones (carga -) del material semiconductor (Silicio), que se moverán a la parte N de la unión PN, pasando los huecos (ausencias de electrón con carga neta +) a la parte P.  A este fenómeno se le denomina efecto fotovoltaico. La corriente eléctrica que se produce, si se conecta la célula solar a una carga eléctrica, es tanto mayor cuanto mayor es la irradiancia (potencia/superficie) recibida por la célula solar. De esta manera, los paneles solares permiten transformar la energía solar recibida en un voltaje continuo susceptible de suministrar una potencia eléctrica. Las células solares comerciales están dotadas de un revestimiento para reducir las pérdidas por reflexión.

El segundo elemento clave de la instalación fotovoltaica es el inversor que transforma el voltaje continuo, proporcionado por los paneles solares, en un voltaje alterno de 220 v 50 Hz que sea apto para el consumo doméstico o para que la energía producida pueda ser volcada a la red eléctrica.

La instalación podría completarse, opcionalmente, con un elemento de almacenamiento: la batería, que permita almacenar toda o parte de la energía producida que la instalación doméstica no haya consumido en el momento de su producción. Si aun así quedase energía excedentaria, no consumida ni almacenada, ésta se volcaría a la red eléctrica. Más adelante explicaré las modalidades de facturación de esa energía excedentaria para que el lector pueda tener una idea más precisa de este aspecto que considero parte fundamental del análisis para la correcta toma de decisiones.

Evidentemente, en ausencia de luz solar, la instalación fotovoltaica no produce energía eléctrica. Las placas solares aprovechan un rango de frecuencias electromagnéticas incidentes que incluyen el ultravioleta y todo el espectro visible a excepción del rojo, cuyos fotones no tienen suficiente energía para permitir pasar los electrones de los átomos de silicio de la banda de valencia a la de conducción, que es el fenómeno en el que se fundamenta el efecto fotovoltaico.

Hay varios factores que afectan, o limitan, la producción de una instalación fotovoltaica y que conviene tener en consideración para hacerse una idea de cuanta energía va a producir una instalación. Estos son, principalmente, los siguientes:

• Potencia de pico instalada. Indica la potencia máxima que podría suministrar la instalación en condiciones de insolación optima. Este parámetro va a depender del número de paneles instalados, su superficie y del rendimiento de éstos. La tecnología actual de paneles solares no permite proporcionar un rendimiento mucho mayor del 20%. Es decir, que éstos solo pueden aprovechar, por efecto fotovoltaico, el 20% de la irradiancia recibida.
• Localización geográfica (longitud y latitud). Esto determina el recorrido del sol en el horizonte y el ángulo de elevación de éste en las diferentes estaciones del año.
• Inclinación de la superficie en la que están instalados los paneles solares. El máximo aprovechamiento productivo de un panel solar se obtiene cuando la iluminación del sol incide de forma perpendicular al plano del panel solar. A medida que la incidencia del rayo solar se desvía de esa perpendicular al plano del panel, la irradiancia aprovechable por éste se reduce de forma no lineal.
• Orientación del sistema de paneles solares. La orientación de los paneles que mejor aprovecha la energía solar es la orientación Sur, cuando la localización geográfica del emplazamiento se encuentre en el hemisferio norte; y la orientación Norte, cuando la localización geográfica de la instalación se encuentre en el hemisferio sur.
• Condiciones climatológicas y de entorno. Cuando hay más nubosidad, la irradiancia recibida se reduce. También afectan negativamente las sombras de otros objetos proyectadas sobre los paneles solares.
• Umbral de funcionamiento del inversor. Existe un umbral mínimo de tensión continúa recibido por el inversor por debajo del cual éste no produce corriente alterna a su salida. Un fenómeno análogo ocurre en el caso de la energía eólica, ya que los generadores eólicos (coloquialmente molinillos) no se ponen en funcionamiento si la velocidad del viento no supera un valor determinado.

Como ayuda a la toma de decisiones, se puede obtener una estimación de la energía que nuestra futura instalación va a proporcionar en los diferentes meses del año, accediendo al enlace https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/ y concretando los parámetros más relevantes enumerados anteriormente.

Autoconsumo con compensación simplificada de excedentes

En esta modalidad de contratación, toda aquella energía eléctrica procedente de la instalación fotovoltaica, que no se ha consumido, se vierte a la red a cambio de una pequeña compensación económica, por cada KWh, por parte de la comercializadora. Esta compensación se verá reflejada en la factura de la luz. La distribuidora nunca nos abonará dinero por mucho excedente que hayamos vertido a la red. De acuerdo al RD 244/2019, el importe a compensar por la energía excedentaria nunca podrá exceder la valoración mensual de la energía horaria consumida de la red a precio mayorista, una vez excluidos los cargos y los peajes. Si la energía excedente superase este límite, la cantidad restante de excedentes no sería compensada de ninguna manera. En el mercado libre, algunas compañías ofrecen compensar también otros apartados de la factura a cambio de unos cargos de gestión y unos precios de la energía menos competitivos.

Lo más justo sería que la compensación se hiciera en términos de energía. Es decir, que los KWh vertidos a la red fuesen compensados por el mismo número de KWh recibidos gratuitamente, pero esto no parece interesar a las compañías eléctricas. Bien es verdad que la legislación permite lo que se llama balance neto horario, por el que si existe una compensación en términos de energía en tramos limitados a una hora. No obstante, el balance neto obtenido en una hora no se puede compensar en términos de energía con el de horas anteriores o sucesivas.

Autoconsumo con compensación no simplificada de excedentes

En los sistemas de autoconsumo sin compensación simplificada de excedentes, los excedentes también se vierten a la red, pero en este caso no se recibe una compensación económica prefijada por KWh, sino que se venden al precio del mercado eléctrico en el momento de ser vertidos. Es de aplicación la misma normativa existente para cualquier planta de producción de energía eléctrica. Por desgracia, darse de alta en esta modalidad es un proceso lento y complicado y se está obligado a declarar las rentas a Hacienda en la declaración de IRPF. Para un pequeño productor, tal vez no represente grandes ventajas respecto a la modalidad simplificada, salvo por el hecho de que los excedentes se venden a precio de mercado mayorista que es apreciablemente mayor que el que se ofrece en la modalidad simplificada.

Otros apartados de la factura

Conviene mencionar que el resto de los apartados de la factura de la luz, incluyendo el término fijo asociado a la potencia contratada, tarifican igual que en instalaciones domésticas convencionales. Solo será posible eliminar los cargos y los peajes asociados al consumo en caso de haber tenido un consumo cero en el periodo de facturación.

Recomendaciones para mejorar la rentabilidad de una instalación de autoconsumo fotovoltaico con compensación simplificada de excedentes

Poder rentabilizar los excedentes de una instalación de autoconsumo fotovoltaico resulta una tarea poco menos que imposible por los precios irrisorios a los que se tarifican en la modalidad de compensación simplificada de excedentes. Muchos usuarios han tenido la sensación de haber sido engañados al no notar demasiado la inversión realizada cuando les llegan las nuevas facturas de la luz tras haber estrenado su instalación fotovoltaica. El asunto no es baladí, ya que todos conocemos casos en los que un solo usuario puede llegar a entregar, a precio irrisorio, unos cuantos MWh al cabo de un año a su compañía comercializadora.

El problema del autoconsumo fotovoltaico reside en que la curva de producción de energía de este tipo de instalación es variable en las diferentes estaciones del año, y no se ajusta como un guante a la curva de demanda de energía eléctrica que precisa el usuario. Como resultado:

• Existen momentos del día en los que la instalación no produce la potencia que el usuario necesita y tiene que recoger algunos KWh de la red eléctrica.
• Existen otros momentos en los que la instalación produce energía excedentaria que el usuario no es capaz de consumir, volcándose a la red a un precio de compensación insignificante, en la modalidad simplificada, con independencia del tramo horario en el que se produzca.

No obstante, existen acciones al alcance del usuario para aliviar este problema. Estas son, entre otras:

1. Incluir en la instalación una batería que pueda acumular parte de los excedentes para ser aprovechados por el usuario en un momento en que la producción eléctrica de la instalación no sea suficiente para garantizar el autoconsumo. Aunque la inclusión de una batería en la instalación supone un sobrecoste significativo, creo que casi siempre vale la pena porque permite hacer la instalación más rentable. Asumiendo, por ejemplo, que la instalación permitiese un ciclo de carga diario, una batería de 5Kwh (48 v x 100 Ah) estaría proporcionando alrededor de 150 Kwh al mes de energía aprovechable que de otra manera estaríamos “regalando”, entiéndase malbaratando, generosamente a la compañía comercializadora y ésta, a su vez, nos cobraría esta energía, si la necesitásemos, a un precio muy superior al que nos la va a pagar. Lógicamente, si la batería fuese de 10 Kwh (48 v x 200 Ah), tendríamos que nuestra instalación nos daría un extra de energía aprovechable de unos 300 Kwh, aparte de aquella energía que hayamos podido autoconsumir directamente de la instalación durante las horas de sol. El problema del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica producida no es un asunto menor. Desde un punto vista teórico, la capacidad idónea de la batería escogida sería aquella que permitiese almacenar la energía diaria producida por la instalación que no se ha consumido y, además, que satisfaga una demanda que permita descargarla en las horas en las que no haya producción. De otra manera estaríamos infrautilizando este recurso. El problema que obvia este planteamiento es que la vida útil de una batería es reducida, y está marcada por el número de recargas que admite. Desgraciadamente, este número de recargas resulta tanto menor cuanto mayor sea la profundidad de los ciclos de descarga efectuados. Es decir, cuanto más profundamente vaciemos la batería, menos nos durará. Como consecuencia de esto, la opción más sensata sería la de sobredimensionar la capacidad de la batería que vayamos a adquirir respecto del valor obtenido de aplicar el criterio teórico antes mencionado, o disponer, como alternativa, de un inversor que impida descargas profundas de la batería, impidiendo la degradación prematura de ésta. Por desgracia. sobredimensionar la batería acarrea el grave inconveniente de que el coste se dispara a medida que la capacidad de la batería se incrementa.
2. Reducir la potencia contratada. Puesto que una parte de la energía que necesitamos nos la va a suministrar nuestra propia instalación fotovoltaica o la batería, podremos reducir el término de potencia (término fijo) de nuestra factura de la luz de forma apreciable, contratando un suministro de una potencia inferior. El término fijo puede llegar a representar una parte muy importante de factura mensual, por lo que reducir este importe supondrá un ahorro notable. La ley también permite contratar dos potencias diferentes: una para el periodo punta y llano (entre las 8:00 y las 0:00 horas) y otra para el periodo de valle.
3. Racionalizar el consumo de energía, aprovechando los momentos de mayor insolación de nuestros paneles para poner en marcha los electrodomésticos de mayor consumo que necesitemos usar.
4. Considerando el precio al que se compensan hoy en día los excedentes, y más allá de ventajas de tipo ecológico que tenga el aprovechamiento social de estos, se deberían contemplar como una pérdida para el que los produce y un «regalo» para la compañía eléctrica que los recibe. El último consejo que me dicta el sentido común es que vigilemos el volcado de excedentes a la red. Siempre habrá una forma de aprovechar esos excedentes en lugar de desprenderse alegremente de ellos: como podría ser alimentar un sistema de aerotermia o, si no dispone de uno, conectar algún radiador eléctrico en invierno que consuma estos excedentes o el aire acondicionado en verano. La decisión, o no, de hacer caridad con las eléctricas debe ser siempre un acto consciente e intencionado.

Ayudas y subvenciones a la instalación de sistemas de autoconsumo fotovoltaico

Si decide instalar una instalación de este tipo, existen actualmente las siguientes ayudas y subvenciones:

1. Ayudas vinculadas a los fondos NextGen de la Unión Europea de hasta 600 € por KW de pico de la instalación. Se conceden por orden de petición y mientras haya fondos disponibles.
2. Bonificación del IBI hasta tres años para potencias instaladas superiores a 4 KW de pico. La bonificación puede alcanzar hasta el 50% de la cuota integra con un máximo de 250 €.
3. Bonificación en el impuesto de construcciones (licencia de obra) de hasta el 50% cuando se ajuste a la ordenanza municipal.
4. Deducción en el IRPF de entre el 20% y el 60% de lo invertido en la instalación, siempre que se pueda evidenciar una mejora en la eficiencia energética de la vivienda aportando un certificado de eficiencia energética antes y otro después de la instalación.

Conclusiones

Tal como yo lo veo, la ley suele favorecer, con excesiva frecuencia, los intereses de los más poderosos. En el caso que nos ocupa, es evidente que la legislación, que establece el tratamiento de los excedentes de las instalaciones de autoconsumo fotovoltaico, deja en segundo plano los intereses del ciudadano, dado que no se compensan estos excedentes en términos de energía sino en términos monetarios, malbaratando el precio de éstos de forma escandalosa. Las compañías eléctricas tal vez ganen menos con el autoconsumo doméstico al facturar menos KWh, pero el rendimiento, entre lo que dan y lo que reciben a cambio, es mucho mayor que lo que obtienen de un cliente convencional. La razón es que parte de la energía que usted necesita, la fabrica usted mismo, con una inversión realizada a su propia costa y en un terreno que es de su propiedad; y, por si fuese poco, le «regala» a la compañía eléctrica los excedentes que usted no puede almacenar. Excedentes que pueden suponer, en no pocos casos, más de la mitad de la producción anual de su instalación. Mientras tanto, las eléctricas siguen facturando el KWh producido en buena medida por fuentes renovables, cuyo coste es insignificante, al precio de generación por gas. ¡Qué más pueden desear! Sin duda, han sabido aprovechar, con la complicidad que le brindan los legisladores y la falta de vigilancia de los agentes que velan por los intereses ciudadanos, una buena oportunidad de mejorar su rentabilidad a costa del consumidor.

Desconozco si la proliferación de este tipo de instalaciones va a mejorar, o no, el futuro de nuestro planeta. No hay panaceas. Estas instalaciones llevan también elementos contaminantes, como es el caso de las baterías de alta capacidad, que habrá que reciclar al final de su vida útil. Lo que sí creo, es que debemos valorar, de manera preferente, en qué medida una instalación de este tipo va a mejorar nuestra calidad de vida gracias al abaratamiento de nuestra factura de la luz y a la relativa independencia energética que nos puede proporcionar.

Considerando la dramática, y poco casual, evolución al alza del precio de la energía eléctrica, supongo que tarde o temprano tendremos, en mayor o menor medida, que pasar todos por el aro. Aplazar la decisión de poner una instalación de autoconsumo en su domicilio conlleva ventajas e inconvenientes. La mayor ventaja es que los elementos de la instalación mejorarán en precio y en prestaciones con el paso del tiempo. Sobre todo pensando en el enorme coste actual y limitaciones de las baterías, tan necesarias para rentabilizar la inversión, y en el margen de mejora posible en la eficiencia de los paneles solares. La mejora de las baterías de gran capacidad, en precio y características, se está convirtiendo en una necesidad social perentoria. No me refiero solo a su uso en instalaciones de autoconsumo fotovoltaico, sino también para que el tan cacareado coche eléctrico, que algunos dicen que va a salvar el planeta, mejore su autonomía y tenga algo de futuro. Bien es verdad, que siempre cabe la posibilidad de que las baterías de autoconsumo doméstico se graven con más impuestos que las de automoción, pudiendo así proteger los intereses de las eléctricas sin perjudicar las ventas de los coches eléctricos. La desventaja más importante de aplazar la mencionada decisión es la incertidumbre a futuro sobre la permanencia de las subvenciones y ayudas actualmente existentes.

La decisión de instalar un sistema de autoconsumo fotovoltaico, como cualquier otra decisión que tomemos en nuestra vida, requiere recabar información, tanta como sea posible, sin despreciar ninguna fuente. Con la información aportada por este artículo, la simulación accesible a través del enlace anteriormente indicado y los consumos mensuales del último año, consumos que pueden obtenerse de las últimas facturas, se puede evaluar, con ayuda de una sencilla hoja de cálculo, la dimensión adecuada de nuestra instalación; así como la estimación aproximada de los años requeridos para amortizar la inversión. En previsión, claro está, de que la legislación actual no cambie. Porque… en nuestra querida España ¡cualquier cosa es posible!

Eusebio Alonso | Licenciado en ciencias físicas. Subdirector del diario online  Adelante España.