Blog con el ideal de ofrecer información de base (atemporal) sobre tres temáticas claves: 1) el imparable crecimiento de las energías renovables como único camino posible hacia un sistema energético sostenible 2) el ahorro y la eficiencia como parte fundamental de ese camino 3) la dificultad cada vez más actual del cambio climatico y del pico del petróleo o seguridad energética.

domingo, 24 de marzo de 2013

DESCUBRIENDO LA FRANJA DE ENERGÍA SOLAR

Una pseudomentira que se repite continuamente, es aquella que dice que sin el desarrollo de los 26GW de ciclos combinados, no hubiera sido posible el desarrollo de la energía eólica en nuestro país. Siempre es necesaria una potencia gestionable (la hidráulica es la mejor de todas) como energía de respaldo a las energías renovables, pero a todas luces, la cantidad de centrales de gas que se han construido ha sido excesiva. Y a cada año que pasa, menos respaldo necesitamos.

Una muestra objetiva de lo anterior, es el índice de cobertura (que se calcula, en general, como el cociente entre la potencia disponible y la demanda horaria máxima), que está actualmente muy por encima del valor recomendable. Si miramos hacia el futuro, la CNE y REE prevén que en los años venideros, decrezca este índice de cobertura.



Y si miramos al pasado, ahora que en 2013 es cuanta más energía eólica tenemos, y unido a que hay una menor demanda, la conclusión es que a día de hoy, es un mal negocio seguir manteniendo abiertas tanta central de ciclo combinado. Las “máximas demandas de energía térmica” (es decir la suma de gas más carbón), tanto en valor máximo mensual, como en máximo diario o puntual, siguen decreciendo año tras año. Esto conlleva a que se estén planificando cierres consecuentes, y que existan incluso pugnas entre REE y el sector del gas.



En esta evolución poco ha tenido que ver el desarrollo solar en España, ya que el tamaño de nuestro parque solar es pequeño. Sin embargo como veremos, la solar está empezando a importunar también a los térmicos, aunque solo sea en un porcentaje menor.



Ahora les pido que accedan a la siguiente página web, que es sumamente interesante. Lo primero que hay que hacer, es pulsar en el pequeño botón de calendario (marcado en verde) para seleccionar un día del año actual, o de un año ya pasado, y después dar al botón del play (marcado en azul). Entonces se puede ver como fluctúa la producción fotovoltaica en Alemania, a lo largo de las horas, y según que zona. En la imagen puedes ver el momento máximo, del record de Alemania, acontecido en el 25 de Mayo de 2013.



http://www.sma.de/en/company/pv-electricity-produced-in-germany.html

Aunque la base datos subyacente, solo conforma un 13% del total de instalaciones existentes en el país, la extrapolación resultante resulta muy verídica. El hecho de que una compañía privada pueda dar tanta información en tiempo real, como si realmente fuera un operador del mercado eléctrico, da una muestra clara de lo controlada que está la producción fotovoltaica.

Con esta web puedes llegar a saber cosas tan diversas como, la evolución de la potencia fotovoltaica instalada en Alemania según que año/mes, los mejores y peores días solares, cuanta energía proporcionaba en 2010, o incluso saber si ahora mismo hace Sol en Berlín en tiempo real. Por ejemplo en 2010 había 10GW instalados, y eligiendo un día de abundante Sol, se puede ver que solo se alcanzaba una producción máxima de 6,6GW.



En resumen, de un vistazo, se puede ver como ha ido creciendo el parque solar alemán, y cual es generación media diaria dentro de su Sistema Eléctrico. La lógica pregunta siguiente es ¿Existe alguna web parecida en España?

No he conseguido encontrar nada parecido, así que supongo que no existe tal. A día de hoy, quizás la única entidad privada con capacidad de crear una web similar podría ser ACCIONA.

Ya si hablamos del operador REE, éste conoce perfectamente la producción diaria de cada tecnología (incluida la solar), y en tiempo real para cada instalación de potencia superior a 1 MW, pero hasta ahora, no proporciona dichos datos en tiempo real en su página web.

Por ejemplo cojamos un día bastante soleado, como el pasado 14 de Marzo de 2013, con un 5,2% de producción solar. Todos sabemos que dicha producción solar, se extiende a lo largo de una pequeña “franja solar” de unas 10 horas (en invierno).



En realidad, la franja solar abarca un poco más de unas 10 horas, ya que la mitad de las termosolares, si “alargan” su producción por la noche. Esto es lo de menos. Lo que si nos interesa saber es, si nuestra curva solar conjunta, tiene ya un grosor suficientemente amplio, dentro de las gráficas de producción diaria. Haciendo una paralela con la línea de producción total, obtenemos una hipotética franja solar.





¿Cuan verdadera es esta hipotética franja solar? Solo “a ojo”, parece que estamos ante un máximo de unos 5 Gigavatios, lo cual parece mucho. ¿Es posible demostrar si en realidad, producimos ya con el Sol, tal cantidad de potencia eléctrica?

La respuesta exacta la debe dar REE, pero mientras tanto podemos intuir que si es cierto, partiendo de la base de que hay actualmente instalados y en funcionamiento 2054 MW termosolares según protermosolar, y 4368 MW fotovoltaicos según la CNE.




Pero para dar credibilidad a la afirmación anterior, voy a seguir recogiendo datos proporcionados por REE. Primero he elegido el día 30 de Septiembre, como “día muestra” para comprobar la evolución que ha tenido la energía solar en España. Sabiendo que en 2008 entraron en funcionamiento 3 gigavatios fotovoltaicos, a raíz del anticipado un año antes, Real Decreto 1578/2008 del 26 de Septiembre, se puede ver la evolución de la curva solar característica, si nos fijamos en lo que REE llama el “Resto del Régimen Especial”

Debemos ir a la página https://demanda.ree.es/demanda.html, pulsar en el queso “Resto del Régimen Especial”, y entonces podemos comprobar la diferencia entre el punto más alto, y por ejemplo, las 20:00 horas (que por Septiembre ya es casi de noche). Parece que hemos sido conservadores, porque podríamos haber elegido la diferencia de la curva por el lado izquierdo, donde dicha diferencia es aún mayor. Sin embargo sería hacer trampa, porque existe cogeneración que se arranca al amanecer, y que se apaga a las 00:00 (y que queda claramente reflejado en saltos muy abruptos).

Esta es la evolución de la “curva solar española” para los años 2008, 2009, 2010, 2011,2012, y por ultimo el pasado 14 de Marzo de 2013:


Ahora esa franja solar, antes dibujada hipotéticamente, parece menos hipótesis, y también se corrobora lo que decíamos al principio. Que aparte de la eólica, también “fastidia” al gas y al carbón, porque aun siendo su generación todavía pequeña, su producción es siempre justo en las horas donde más hueco térmico hay. Mientras que en eólica estamos muy cerca del límite de integración (a causa de la rígida nuclear), toda energía solar es siempre perfectamente integrable.

Sorprende que a la energía solar, REE no le hay concedido aún su “franja solar”, porque claramente ya tiene entidad. Esperemos que lo haga en el futuro.



Actualmente la solar fotovoltaica, está revolucionando el mercado eléctrico. Uno puede leer noticias tan disparatadas como 38 GW de peticiones a REE.

REE recibe un aluvión de peticiones para instalar parques fotovoltaicos sin prima

Pero también al mismo tiempo, uno puede leer noticias que parecieran sacadas de Mundo Today, pero que tristemente reflejan la codicia en extremo, de los que lo tienen todo, y aún quieren más.

Industria hará un nuevo recorte a la fotovoltaica que forzará a entregar las plantas a la Sareb, según Anpier



Indiferentemente de que crezcan o no nuevos grandes parques solares (alejados de las ciudades), si me atrevo a afirmar que si es previsible un crecimiento claro en los tejados de los negocios y en los polígonos industriales, por la misma característica que decíamos antes. La producción solar se obtiene, en las horas donde más lo necesita un negocio.

He aquí un ejemplo claro. Un hotel que obtiene en invierno el 39% de su demanda, y en verano el 70% de la misma.





http://www.cambioenergetico.com/blog/2013/01/27/caso-practico-de-autoconsumo-fotovoltaico-en-un-hotel-ahorro-obtenido-y-retorno-de-la-inversion/

Esta producción fotovoltaica nunca será controlada por la REE, porque estas instalaciones son sencillamente meras reducciones de la demanda. Las ciudades y los polígonos industriales son “agujeros negros” del consumo eléctrico, así que toda instalación fotovoltaica es un beneficio para el particular y para el sistema eléctrico. Ni aunque hubiera miles de instalaciones iguales, en una ciudad pequeña, lograrían desbordar la capacidad de consumo de dicha ciudad.


Además, el ejemplo anterior demuestra que los paneles solares, pueden instalarse en multitud de sitios insospechados.



Me atrevo a profetizar que en el futuro, habrá también otro tipo de toldo en los hogares, porque aunque las electricas quieren a los ciudadanos cautivos (y los gobiernos trabajan para ellos), antes o despues la energía fósil ofrecida por las mismas, será mucho menos interesante que instalar algunos paneles solares (aunque solo suponga excluir un pequeño porcentaje de nuestro consumo).






Actualizacion 18/04/2013: Véase como un mes después, empiezan a aparecer días en los que nuevamente hay mucho Sol (seguramente record diario), pero queda OCULTO a la opinion pública.

REE tiene una excelente web, pero debería actualizarla con la franja solar.

Al principio de esta entrada me equivoqué, en el lugar en donde debería situarse la franja solar.  Tuve la oportunidad de consultar al experto periodista Sergio de Otto, el por qué de esta ausencia, y me comentó, que REE no tiene controlada muy exactamente los distintos MW de energía solar en tiempo real (considera al Resto de Regimen Especial como el resto que no tiene perfectamente controlado).  Sin embargo no es necesario dibujar datos 100% reales, sino solo una curva estimada. Las horas 8:00 y 12:00, son muestras claras de una brusca subida y bajada por cogeneración. Tomando por ejemplo el valor de las 8:10 (considerando que a esa hora ya no va a aumentar más la cogeneración), sería facilísimo separar Resto del Regimen Especial, en cogeneración, y lo que que va aumentando progresivamente, que sería el resultado de la campana solar (así hasta por ejemplo las 23:55).  Aunque no sea exacta, la franja solar tendrá que aparecer antes o despues.











domingo, 10 de marzo de 2013

AUTOCONSUMO: LA REALIDAD SUPERA A LOS DECRETOS

La electricidad ha sido siempre un negocio creciente en nuestro país. En las dos últimas décadas del siglo XX, la demanda se duplicó, y ese crecimiento continuó en el actual siglo XXI, hasta que nos topamos con la crisis. A partir de entonces, ha acontecido cada año una contracción de la demanda, y no es descabellado considerar a la electricidad, un termómetro particular de la evolución de la crisis, más fiable que la prima de riesgo.



http://www2.unesa.es/documentos/hico_memoria/Cap4.pdf



http://cambioclimaticoenergia.blogspot.com.es/2013/01/produccion-y-consumo-de-energia.html


Frente a este descenso paulatino desde 2008, es cuanto menos chocante, que las grandes eléctricas agrupadas en Unesa, ganaran “solamente” 6.316 millones de euros en 2012.

El descenso de la demanda, va a continuar en los años venideros, no ya tanto, porque a esta crisis nadie le vea una salida, sino porque a la necesidad de ahorrar, se le ha unido un aliado (y competidor para las eléctricas): el autoconsumo.

Las instalaciones de autoconsumo, crecen exponencialmente en nuestro país, mes a mes:

Oct 2012 Un restaurante de Mataró comenzará a ahorrar dinero con una instalación de autoconsumo

Dic 2012 Autoconsumo industrial, Día D

Ene 2013 Euskadi alberga el primer supermercado “cero emisiones” de Europa

Ene 2013 Una mini red eléctrica para autoconsumo que se amortiza en cinco años

Feb 2013 Burger King apuesta por el autoconsumo en Lanzarote

Feb 2013 El autoconsumo solar no espera ni en Galicia

Feb 2013 Cero Grados Sur conecta “el primer autoconsumo” de Murcia

Mar 2013 Las gasolineras de Pontevedra también apuestan por el autoconsumo


Aquí tenéis una factura real de una pequeña empresa de renovables (supongo será la oficina), que ha aplicado su “propia medicina”, con una brutal reducción conseguida. No obstante hay que señalar, que tal ahorro nunca sería posible en un domicilio familiar, ya que normalmente un piso se queda vacío en las horas del trabajo, y se consume por la noche un buen porcentaje.



http://www.energiasecosolar.com/index7.html

Las eléctricas tienen muchísimo miedo, a la proliferación del autoconsumo porque abre la puerta a la democratización de la energía, con una consecuente merma de sus ingresos (a pesar de que siempre serán los mayores productores).

Con un gobierno que no dice ni mu sobre el Decreto de Balance Neto, si uno se acaba de comprar e instalar un kit de autoconsumo en casa (pero sin levantar la liebre a la distribuidora), es fácil que el primer pensamiento que uno tenga sea: "encima estoy siendo un Quijote".  Que mejor sería no regalar ni un solo kilovatio-hora mediante un caro dispositivo anti-evacuación, pero esta postura está equivocada. Perjudicas más a las compañías eléctricas, si regalas esos pocos kilovatios-hora no consumidos, porque no es un regalo a la compañía (ni siquiera a UNESA), sino que es una reducción de la demanda de la red.

Nótese la siguiente frase en un artículo que describe el autoconsumo.instantáneo:

“La única pega o restricción que ha puesto la Eléctrica a estas instalaciones de autoconsumo instantáneo que ya están en funcionamiento, es la de no evacuar energía a la red.”

Es decir, a las eléctricas le fastidia perder un cliente (aunque no pueden obligarte a que no pongas autoconsumo), pero también le fastidia que seas generoso, porque si por ejemplo viertes gratuitamente un 20% de tu energía, ésta es una producción (pequeña o grande) que se deja de vender en el pool.

Por mucho que gobernantes y eléctricas se empeñen en lo contrario, el autoconsumo va triunfar si o si, inexorablemente, porque igualmente la luz y el gasóleo seguirán subiendo año tras año. Todos sabemos que esto es cierto, tan solo mirando los últimos años.

Me he decidido a escribir éste post, por dos motivos:

1) Muestro una iniciativa de autoconsumo verdaderamente pionera, y analizo los “pos” y los “contras”, porque creo que habrá más gente que pueda tener interés en llevarlo a cabo.

2) También muestro una posible iniciativa para pequeñas empresas de renovables, o de eficiencia y ahorro energético.

Alguno pensará que soy tonto por contar con pelos y señales todo esto (en vez de montar mi propio negocio), pero la verdad, es que estaría encantado de que 100 empresas pequeñas, fueran capaces de generar trabajo gracias a lo aquí contado.







INICIATIVA DE AUTOCONSUMO PIONERA

Hace ya 3 años que me rondaba en la cabeza lo de autoconsumir mi propia energía limpia, sin importarme mucho, el largo periodo de amortización de 15 años que por entonces tenía (ahora pueden ser menos de 10). Siempre consideré esta inversión, como comprar de golpe toda la electricidad que se va a producir en los siguientes 25 años, pero con la garantía de que no tener futuras fluctuaciones de precio, últimamente muy por encima de la inflación genérica IPC.

Pero el autoconsumo entraña dos grandes dificultades:

1) La mayoría no vivimos en un chalet, sino en comunidades de vecinos, y la mayoría no tenemos un piso con grandes terrazas orientadas al sur.

2) Cuando te vas al trabajo, no puedes acumular la energía (a falta del Balance Neto).

Yo quería instalar, solo 3 paneles que sumaran 500 Wp, en la azotea de mi comunidad de vecinos, y para solventar el punto 1) y conseguir que me dejaran (tras mucho dialogo en dos juntas vecinales), tuve que llevar a cabo dos compromisos:

a) La comunidad me pidió como garantía, realizar una prueba de agua certificada y firmada por una empresa de reparaciones (llenar de agua la azotea con un enorme charco taponando durante 48 horas las bajantes) para verificar no haber ocasionado ningún daño a la azotea durante la instalación.

b) No realizar perforación alguna en el suelo de la azotea. Mostré a mis vecinos las estructuras Console que usaría para los paneles, en las cuales no hay fijaciones, sino contrapesos. Es decir, todo el entramado es equivalente a subir “tres sofás” por piezas a la azotea.



Por si alguien quiere saber precios, este fue kit por el que me decidí en Agosto de 2012, y que instalé yo mismo (montar, conectar y listo, sin necesidad de saber nada), con un coste total de instalación de 2000€. Hago notar que aquí está incluido: la prueba de agua (400€), el kit de 500Wp, las 3 estructuras de plástico Console, los 20m de cableado, los 300 kg de adoquines de cemento, y el transporte en camión para traerlos. Y si alguien quiere ver como quedó la instalación, puede hacerlo al final de este video.



Todo lo anterior explica la dificultad número 1). Pero el punto verdaderamente interesante, es el siguiente punto 2). Partiendo de la base de que no tengo gas natural, toda mi intención era usar 3 paneles FOTOVOLTAICOS para obtener mis necesidades de AGUA CALIENTE SANITARIA (es algo muy digno, eso de poder ducharse todos los días). Decir esto hace 4 años, era una “herejía renovable” (por precio), pero actualmente ya es posible y coherente.

De primeras os digo que en un día sin nubes, 3 paneles que suman 500Wp de potencia nominal, y con 2 horas 15 minutos de funcionamiento, se pueden calentar 30 litros de agua, con una elevación de la temperatura de 32ºC (por ejemplo 32ºC + 15ºC = 47ºC), que son suficientes para la ducha diaria de una persona, datos éstos comprobados teórica y empíricamente.

Según la equivalencia 1 kWh = 3,6×106 J = 860400 cal, con el siguiente cálculo se obtienen los grados de temperatura que se consiguen elevar:

2,25h * 0’5kW * 860400 cal / 30000g = 32,2ºC

Advierto no obstante que el único dato “no real” aquí, son los 500W. Si te instalas una fotovoltaica de potencia nominal 500Wp, no esperes obtener en los días claros de invierno, más allá de unos 350-380W de potencia REAL máxima, durante las 5 horas centrales del día. Así que la proporción verdadera de todos los cálculos aquí mostrados es de 350 sobre 500. O lo que es lo mismo, quiero dejar claro que en LA IMPLEMENTACION aquí mostrada, 7/10 partes, será energía obtenida con el Sol, y 3/10 partes seguirá siendo energía obtenida de la red. Mas adelante analizaremos como esta implementación se puede cambiar.



Pero ante todo, ya te estarás preguntando, ¿como se consigue todo esto de la “ducha solar fotovoltaica”? Aquí tienes el esquema eléctrico:




En todo esto, las piezas claves son el transformador y el programador, ya que el objetivo es aproximar producción y consumo, en horario y en intensidad. Con el transformador, el termo reduce mucho su potencia original de 1500W, para que sea equiparable a los 500 Wp de los paneles. Veamos como esto, se ha comprobado teórica y empíricamente.

Aunque no se ve muy bien, si pinchas en la siguiente foto para agrandarla, veras que el medidor de consumo refleja un consumo del termo de 525 W, es decir solo la tercera parte de la potencia nominal (unos pocos vatios de esos 525 serán consumidos por el propio transformador). Consecuentemente el temo tardará tres veces más tiempo en calentar.




El resultado es el esperado según la ley de Ohm. Tenemos que P = V*V / R y como el transformador indica que reduce el voltaje de 220V a 125V, el nuevo voltaje V’ es exactamente 125/220 veces mas pequeño, así que P’ será también más pequeño, exactamente (125/220) * (125/220), o lo que es igual 0,323 es decir, la tercera parte de la potencia original.

Lógicamente un requisito importante, es que el termo admita un voltaje de 125V, es decir, que su electrónica se componga de una mera resistencia y un termostato.




Solo queda un detalle de comodidad. En el cableado es bueno poder desacoplar el termo del transformador (con una base y un enchufe de por medio), por si en una urgencia, se quiere calentar directamente a la red como siempre, con la rápida potencia de 1500W.

En resumen se consigue un método de autoconsumo, con almacenamiento, pero sin caras baterías.









UNA EVOLUCION DEL AHORRO

Si esto de la “ducha solar fotovoltaica” es de tu interés (quizás con el fin de querer llevarlo a cabo también), quiero señalarte, que en mi caso ha sido el último paso aplicado, después un interesante conjunto de trucos de ahorro. Empieza por mirar este video:



Truco 1) El video muestra la “alcachofa” de bajo consumo marca RST (4 litros por minuto). Es el truco más efectivo e importante. Si reduces tu consumo de agua en la ducha, reduces sobretodo la cantidad de agua que has de calentar.

Truco 2) Abrir en invierno a tope (o casi a tope) el monomando hacia el lado caliente, y a su vez reducir el termostato del termo a una temperatura acorde a ese máximo. Tampoco te pases a demasiada poca temperatura. Nota que si por ejemplo el agua en el termo, está a solo 40ºC, llegará a la ducha a una temperatura no válida de 35ºC, ya que una parte del calor siempre se pierde al atravesar las frías tuberías.

Truco 3) Si solo viven una o dos personas en el piso, puede ser interesante un minitermo “sin tuberías” en el mismo baño. Estos termos (un ejemplo y otro más) tienen una protección eléctrica a prueba de chorros a presión (no así a inundación), y por ello pueden instalarse en lo alto de la ducha (siempre que la conexión eléctrica esté bien lejos). Con ello se consigue calentar, no más agua de la estrictamente necesaria, y sin perdidas por las tuberías. Nota que por ejemplo, elevar la temperatura 30ºC a 30 litros de agua, es la misma energía que elevar la temperatura 60ºC al agua de un termo de 15 litros. En un termo pequeño, se eleva más la temperatura para luego mezclarla, pero nunca necesitamos elevarla tanto.



Truco 4) Según nuestra preferencia a ducharnos por la tarde, noche, o mañana, poner un programador al termo, para que caliente el agua justo una hora antes de ducharnos, pero sobretodo para evitar que caliente justo después de ducharnos (ese agua estaría caliente 24 horas antes del siguiente uso, y ese calor se va perdiendo poco a poco).



Truco 5) Este truco se aplica solo en invierno. Cuando uno va a ducharse, se recoge el agua fría en el cubo de la fregona (como ya hemos dicho con el monomando a tope caliente). Cuando ya sale caliente, entonces se corta un momento, se pone el tapón en la bañera, y se ducha uno con el agua taponada. Cuanto menos, uno consigue que después de ducharse, al salir no se tenga frío. Existe un calor adicional en el baño, casi comparable a haber puesto un calefactor. Y si uno introduce la mano en la bañera, el agua está caliente, pero si lo hace una hora después, el agua ya está fría, porque entonces ha cedido ese calor al ambiente de la casa (un pequeño aporte de calefacción). Ahora ya es el momento de tirar esa agua.







RENTABILIDAD DE LA DUCHA FOTOVOLTAICA

Recordamos los datos. La implementación de “ducha fotovoltaica” aquí mostrada, consigue un “ahorro solar” de 7/10 partes, mas otros autoconsumos (como el frigorífico por el día), por un montante total de instalación de 1600€.

Reconozco que no es un ningún chollo, pero no hay que olvidar que una instalación de autoconsumo FV, es igual a un tercio de vida, porque se estima una duración de 25 años, o más. 25 años y 300 duchas al año, ya están pagadas en una proporción de 7/10 partes, y en una coyuntura inflacionista de la electricidad. Es decir, he invertido en cada ducha 1600€ / (25*300) = 0,21€, que es dos céntimos más caro, que el actual precio de 1kWh del año 2013 (ni imaginar quiero como será en 2038).

Para lograr una implementación de “ahorro solar” 9/10 o 10/10, habría dos opciones. Una sería encontrar un termo de 1200W o 1000W (este último sería ideal, porque con el transformador, la tercera parte sería 333W), aunque se tarde más en calentar. Y otra opción hubiera sido, una instalación FV mayor, como por ejemplo 600Wp (con un máximo en invierno de 420W).

Sin embargo con la segunda opción, estamos perdiendo de vista el objetivo principal. ¿Qué es más interesante?, ¿qué todo el agua sea “solar”, es decir 10/10?, ¿o el hecho de que la electricidad que nos da cada panel, sea 100% usada por nosotros, o un poco menos, según la media de irradiancia solar?



En el gráfico, lo amarillo es la energía solar aprovechada, lo naranja es el uso de la red, y lo gris es la cantidad de energía evacuada a la red. Lo que antes hemos llamado “ahorro solar” 10/10 es la primera opción, que es claramente poco interesante. La segunda opción minimiza la zona gris, pero la tercera minimiza la suma de la zona gris y naranja. La segunda y tercera opción, son casi iguales (se aprovechan los paneles casi al 100%). Realizar estos graficos son la resultante de la falta de regulación del Balance neto, que nos obliga a buscar la "cuadratura del círculo" óptima.

Una desventaja de los paneles fotovoltaicos, son los días muy nubosos. Un día totalmente nublado equivale aproximadamente a un 10 % de la intensidad total del sol. Nuevamente el aprovechamiento es 100%, pero esto indica que es muy importante hacer los cálculos sobre un buen estudio del promedio de irradiancia de la zona.

Según los gráficos mostrados, mi implementación particular, es poco eficiente. Para calentar 30 litros con 500Wp FV, solo utilizo 2 horas y media de uso fotovoltaico, mas un aporte de la red de 150W en promedio. Es decir, son muy pocas las horas de “uso solar”, y quedan pues, muchas “horas libres”, con muy pocos electrodomésticos más en la casa, que puedan ser programados en el resto de horas.

Una implementación más óptima y rentable que la mía, sería llevar a cabo la tercera gráfica. Por ejemplo sería una instalación FOTOVOLTAICA de 600Wp (420W máximo producido) para el AGUA CALIENTE SANITARIA de una familia de 3 miembros, y un termo de 80 litros y 1400W (con el transformador serían 466W). Ahora el porcentaje de “ahorro solar” podría caer incluso por debajo de 7/10, porque se necesitan muchas horas de calentamiento, y los paneles FV casi no producen al amanecer y al anochecer, pero otra vez los paneles se aprovechan en todo momento al 100%.

Tenemos que para calentar un termo de 80 litros de agua (3 duchas), se quiere elevar la temperatura 40ºC (por ejemplo 40ºC + 15ºC = 55ºC). Esto daría que necesitaríamos 8 horas de calentamiento (de 9:00 a 17:00 en invierno), lo cual hace perfecto ducharse después de llegar del trabajo/colegio. Tenemos aquí, un ejemplo claro de almacenamiento total (todo el sol del día).

8h * 0’466kW * 860400 cal / 80000g = 40ºC

Para 30 litros y una ducha, solo habíamos elevado 32ºC la temperatura. En el caso de los 80 litros, queremos elevarla más, porque si hay 3 duchas, la tercera ya se queda “corta”. Si imaginamos poner un termo individual para cada persona, ya no haría falta incrementar tanto la temperatura, y energéticamente sería más óptimo, pero económicamente sería un despropósito.

He escogido los datos de un termo de 80 litros, de potencia 1400W, y que admita ser enchufado a 125V, porque realmente existe un termo de estas características:



http://www.fleck.es/productos/4/FOLLETO%20ELBA%20y%20TH.pdf


Quizás en muy poco tiempo (espero que algún fabricante lea esto), se lleguen a vender termos eléctricos diseñados específicamente para trabajar en conjunción con un autoconsumo FV de 500W o 600W, pero sin necesidad de un transformador. La diferencia estaría en que tendrían una resistencia lenta de 300W o 400W, más un programador integrado, más otra resistencia rápida de 1500W para calentamientos eventuales sin autoconsumo FV.

Por cierto, y aunque parezca mentira, ya hubo un antecedente histórico de “ducha fotovoltaica” hace 19 años, todavía más eficiente (no usaba inversor, sino que conectaba directamente los paneles FV a 6 resistencias):



http://sel.me.wisc.edu/trnsys/downloads/trnsedapps/demos/pvsdhw.htm

http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build02/PDF/b02012.pdf

http://www.fire.nist.gov/bfrlpubs/build96/PDF/b96072.pdf







UNA POSIBILIDAD NO TAN FUTURA

Hace solo cuatro años un panel fotovoltaico grande, podía costar unos 800€, cuando hoy en día, su precio actual está en algo menos de 200€. Hablo en cifras generales, porque los precios también dependen de las dimensiones y de las calidades. Pero la pregunta a hacerse es, ¿qué pasará si en dos o tres años, cada panel grande cuesta solo 120€ por ejemplo? Y una pregunta más ¿que pasaría si a la anterior premisa, le unimos que mucha gente vive en un bloque de viviendas con mucho “recurso solar desaprovechado”, y con un gasoil cada vez más caro?



Reformulemos la pregunta anterior. Si supuestamente es posible llenar toda la azotea de paneles solares FV, a un precio muy interesante, ¿llegará a aplicarse la fotovoltaica, como parte de un precalentamiento del agua centralizada de bloques enteros, en vez de usar los habituales paneles solares térmicos?

Hay un factor clave. En todo bloque de viviendas ya construido, hay una enorme dificultad para hacer obra. Además habría que demostrar si es técnicamente efectivo el transporte de calor hasta la caldera, que habitualmente está en la planta baja o el sótano. En este sentido la fotovoltaica gana por goleada.

Con solar térmica habría que hacer obra para instalar tuberías muy aisladas, desde la azotea hasta la caldera. Con fotovoltaica tan solo hay que llevar un cable eléctrico, sin necesidad de obras y aislamientos. Además recordemos que en fotovoltaica, es posible no realizar ni una sola perforación en la azotea para hacer sujeciones, gracias a las estructuras Console.

Para continuar con la comparativa, lo siguiente es el precio. La misma empresa que indicamos al principio del post, ya ha echado números:



http://www.energiasecosolar.com/index9.html


Si te fijas bien en este estudio, hay dos diferencias a resaltar:

1) A la solar térmica le imputa un mantenimiento medio anual de 600€, que es lo que inclina la balanza hacia la fotovoltaica (aunque 600€ puede ser un poco exagerado).

2) La solar fotovoltaica necesita mucho más espacio que la solar térmica para obtener el mismo resultado energético. La equivalencia es, 4 paneles térmicos de 2 metros cuadrados, son comparados con 12 fotovoltaicos de 1,63 metros cuadrados, es decir, más del doble de espacio.

El segundo punto parece una desventaja insalvable respecto a la fotovoltaica, porque no parece que consigamos una cantidad de energía total sustancial, por muchos paneles FV que instalemos. Sin embargo, si nos olvidamos del efecto Joule, hay un truco con el que se alcanza la mejor combinación ganadora:

Fotovoltaica autoconsumo + ACS con bomba de calor

Si por ejemplo miramos los datos técnicos de un modelo cualquiera de ACS con bomba de calor, vemos que nos ofrece un consumo medio de 615W, y un coeficiente de rendimiento COP de 3,5 lo que significa que los 615W se convierten en 616 * 3,5 = 2152 W en forma de calor.



http://www.dimplex.de/es/bombacalor/bombas-de-calor-agua-caliente-sanitaria-acs/bombas-de-calor-agua-caliente-sanitaria-acs-con-regulacion-mecanica/bwp-30hm.html


El valor del coeficiente COP se calcula a una temperatura ambiente de 15ºC, pero a temperaturas mayores, todavía mejora más.



http://www.jaenclima.com/newsletter/news/aerotermia.pdf


Es decir que aquel factor de necesidad del doble de espacio, ahora se equipara (y se supera), ya que la fotovoltaica “multiplica” su valor (su energía) gracias a la bomba de calor. Solar térmica y solar fotovoltaica, tienen gracias a la bomba de calor, un potencial parecido respecto a un mismo “espacio solar”.

¿Pero hasta donde alcanza ese potencial? Decíamos al principio que solo queremos reducir la factura de gasoil en un tanto por ciento, como precalentamiento. Existe una última combinación todavía más ganadora:

Fotovoltaica autoconsumo + ACS con paneles solares termodinámicos PST



Este es un tipo de ACS con bomba de calor, pero que alcanza un COP de hasta 7 u 8, gracias a sus característicos paneles (válidos si se instalan en fachada, y válidos incluso si no hace sol). Por ejemplo la instalación de 24 paneles PST del Ministerio de Industria que aparece en la foto (el mismo que no quiere saber nada de renovables), consume según fabricante solamente 4140W de electricidad (y devuelve 31430W caloríficos), electricidad que podría muy fácilmente ser obtenida mediante fotovoltaica en modo de autoconsumo, con solo unos 40 metros cuadrados de paneles FV (lo cual no es excesivo). El potencial de una azotea o tejado, es ahora enorme.



http://www.energie.pt/es/catalogo/calefaccion-central/

http://www.solarpst.com/resources/noticias/bgs/Kit_Termo_200L618212.pdf

http://www.solarpst.com/fotos.htm?photoGalleryId=3




En resumen. Todos los beneficios de una instalación de Autoconsumo son muchos:

1) “Congelar” el contador de la luz (o casi) durante las horas de luz.
2) Instalación sin necesidad de conocimientos técnicos ni experiencia (no como la solar térmica).
3) ACS parcial o casi total.
4) Un sistema de almacenamiento de energía barato, sin baterías.
5) Un sistema de producción de energía, garantizado durante 20 años sin inflación.
6) Sin gastos de mantenimientos.
7) Un rendimiento solar de solo el 15%, pero sin pérdidas de calor, y multiplicable con la bomba de calor.
8) Sin necesidad de obra. Un solo cable por la fachada, o por el patio interior.

Y todo lo aquí visto, es encima sin posibilidad de "balance neto", que aún está pendiente de regulación, desde el Real Decreto de Autoconsumo 1699/2011 ¿Cómo sería si alguna vez el ministro hiciera su p... trabajo? Con lo de la p, ya sabeis a que me refiero; post-electoral naturalmente.

Por muy mal que están las cosas, un gasto sustancial y obligatorio de todas las familias cada mes, es el energético. Como mínimo suelen ser unos 500€ anuales en calefacción y ACS mediante gas o gasoil. Pero nos encontramos ahora, en una situación en la que empresas de renovables y eficiencia, pueden llegar a convertir esos 500€ en una cantidad menor, pueden generar trabajo, y encima van a quitar parte del negocio a los de siempre (los oligopolios).

Y a nivel particular, si puedes instalarte tú mismo la “ducha fotovoltaica”, te animo a que des el paso, porque aunque suceda lo inexplicable, y en tres meses el ministro se decida a sacar el decreto de Balance Neto, tiene visos de que lo haga con grandes peajes asociados (al gusto de las electricas, a pesar de ser solo una forma de ahorro, y de reducción de la demanda), lo que nuevamente haría interesante el autoconsumo lo más posible.

Lo dicho. El autoconsumo va por delante de los decretos.





Actualización 16/04/2013:    Jose Miguel Jiménez nos aporta en su blog, una larga lista de productos orientados a evitar la evacuación a la red, ya sea alimentando una resistencia, o activando electrodomesticos remotamente en momentos de mucha producción.

http://www.calentadorsolarpasoapaso.blogspot.com.es/2013/03/alternativas-al-balance-neto.html

http://www.calentadorsolarpasoapaso.blogspot.com.es/2013/04/mas-sistemas-para-evitar-inyeccion-red.html