Energía Solar - Fotovoltaica

¿Qué es la energía solar?

Mejor conocida como Energía Fotovoltaica, es una fuente de energía infinita y gratuita a partir de la transformación de la energía obtenida de los rayos solares (fotones), transformada en energía eléctrica (electrones) a través de los paneles solares.

Esta energía generada por los paneles solares puede ser consumida en tiempo real o puede ser almacenada en bancos de baterías de distintos tipos de tecnología, siendo las más comerciales y utilizadas:

• Baterías de plomo-ácido

• Baterías de iones de litio (Li-ion)

• Baterías de plomo-gel

¿Cómo sé qué tipo de batería utilizar?

La selección del tipo de batería a utilizar dependerá del presupuesto que se tenga para el proyecto. En todo el mundo, la tecnología de Litio es mucho más costosa que la tecnología tradicional como Plomo Ácido y Plomo-Ge. Sin embargo, a largo plazo la inversión puede ser mejor amortizada con la tecnología de Litio, ya que “generalmente” la vida útil de estas baterías puede oscilar entre los 5 y 7 años, mientras que las otras dos tecnologías mencionadas pueden oscilar hasta 2, máximo 3 años. La realidad es que la veracidad de esta afirmación dependerá del uso, correcto o incorrecto, que se les den a estas baterías.

Adicionalmente, es importante mencionar que las baterías de Litio tienen una capacidad de descarga profunda (DOD), pudiendo llegar hasta un 95% de descarga. Por otro lado, las baterías de plomo gel y plomo ácido generalmente llegan hasta un 50% de descarga, como máximo.

Todas estas variables deben ser tomadas en cuenta al momento de una inversión para un proyecto de respaldo de energía fotovoltaica / energía solar.

¿Cuánto es la vida útil de un sistema de energía solar?

Empecemos diciendo que un sistema de energía solar está conformado por varios elementos, tales como:

Inversores - Reguladores de carga: 8-10 años

Baterías: 5-7 años

Paneles Solares: 15-20 años

Estas medidas son aproximaciones, la veracidad de estas estimaciones de vida útil depende de muchas otras variables como el uso que se le dé y la marca de los equipos en cuestión. Es importante no tomarse al pie de la letra la información aquí expuesta; la misma es a modo introductorio y referencial.

Pero espera… ¿Qué son los reguladores?

Como hemos dicho anteriormente, los paneles suministran energía eléctrica, es decir, kilovatios hora. Sin embargo, los kilovatios per sé, no existen. Lo que sí existe es el voltaje y el amperaje (corriente); el producto de estos dos es el kilovatio: energía eléctrica.

Los paneles solares a través de la tecnología que los conforman generan lo que se llama “un diferencial de potencial” que da origen al voltaje. Este voltaje es utilizado por los “reguladores de carga” para suministrarlos al inversor y subsecuentemente, del inversor a la carga/potencia instalada.

La tecnología más consolidada para estos reguladores de carga es la tecnología MPPT: Maximum Power Point Tracker. Este busca balancear la relación más óptima y productiva entre el voltaje que generan los paneles y la corriente que demanda el inversor - que inicialmente demanda la carga instalada-.

Ahora que dimos a entender las variables a tomar en cuenta para la instalación de un Sistema Solar de Energía Solar…

¿Qué necesitas? ¿Una planta eléctrica (generador eléctrico) o un sistema de energía “solar-fotovoltaica”?

Lo mencionado a continuación es una opinión propia de Grupo Omsaica, la misma surge a razón de nuestros años de experiencia y no pretendemos ni buscamos que esto sea normativo o limitativo para nadie. Cada empresa y persona puede utilizar, dimensionar y dar soluciones bajo sus propios parámetros.

Lo primero y más importante es tener el inventario de potencia o carga instalada en tu inmueble, discriminado por voltaje y sobre todo prestando atención a la corriente nominal vs corrientes de arranque (hasta 7 veces la nominal).

Una vez obtenido ese número final - este debe estar en unidad de kW o kVA-, debes tener claro el régimen de consumo de tu establecimiento, sea casa, negocio, comercio o industria. Si no lo tienes, puedes realizar un “Estudio de Cargas” con una herramienta llamada “Analizador de Red”. Este lo que mide básicamente es el consumo de energía de un circuito a lo largo de un tiempo determinado (el tiempo que esté instalado y midiendo, claramente).

Con esta información podemos empezar a dimensionar el sistema de respaldo que vayamos a utilizar y la mejor herramienta para esto es la LCOE: Levelized Cost Of Energy. En pocas palabras es la amortización del sistema de respaldo de energía que vayamos a utilizar en todo el período de tiempo de vida útil, tomando en cuenta costos de adquisición, mantenimiento, reparaciones, reposiciones, combustible (caso planta eléctrica), entre otros.

Este número nos dará el costo mensual de adquisición y utilización del sistema que usemos.

Claramente esto es algo MUY complicado de calcular por un sin fin de razones, por ejemplo:

El costo del diésel/gasoil varía a lo largo del tiempo.

• No hay manera de prevenir daños en paneles solares por rompimientos, desgaste, etc.

• No hay manera de prever el tiempo de uso que se le dará a cada sistema, lo cual, lógicamente, a mayor uso mayor desgaste.

• Entre otras razones menores.

Entonces, ¿bajo qué parámetros realmente debo regirme para tomar mi decisión?

1. El espacio disponible. Si no se cuenta con el espacio disponible para la colocación de paneles solares para cubrir con la demanda de energía entonces es la primera limitante.

2. Condiciones de irradiancia solar: Hay regiones del planeta donde existen una mayor irradiancia que en otras, inclusive, en Venezuela podemos ubicar regiones con mayor potencial de irradiancia que otros. Esto se traduce en que algunos lugares pueden ser más aprovechables por esta tecnología que otros.

3. Presupuesto de Inversión: Podemos decir que esta es el mayor condicionante al momento de tomar una decisión. A continuación, planteamos dos escenarios a modo de ejemplificar en qué escenario conviene un sistema de respaldo de energía con planta/generador eléctrico a diésel o gas y otros en el que conviene un respaldo de energía con tecnología fotovoltaica.

ESCENARIO 1: Industria del plástico y embotellamiento de agua potable.

Para efectos de este comparativo podemos asumir que esta línea de embotellamiento es de uso continuo las 24 horas del día. En este caso la mejor opción de respaldo de energía es una planta eléctrica diésel. Si bien es cierto, durante el día el sistema puede alimentarse de los paneles solares, eso implicaría que en la noche esta línea de embotellamiento deberá alimentarse de un banco de baterías.

En el 99.99% de los casos las baterías no se utilizan para respaldar líneas o procesos operativos. Mucho menos para respaldar cargas de motores eléctricos, precisamente porque las baterías de litio no están hechas para absorber corrientes de arranque; y las baterías de plomo-ácido y plomo gel se usan para instalaciones de poca capacidad.

ESCENARIO 2: Centro de Datos

Los Centros de Datos son cargas de corriente continua, ideales para el respaldo a través de bancos de baterías. Dada la importancia de los Centros de Datos, generalmente estos establecimientos tienen redundancia de respaldo, es decir, primer respaldo banco de baterías, segundo respaldo planta eléctrica. Y dado que no hay corrientes de arranque ni variaciones de consumo, un sistema fotovoltaico con baterías es lo más recomendable.

ESCENARIO 3: Sistema de Riego y Bombeo para siembra

En este caso se presenta la particularidad de que, en Venezuela y Colombia, muchas veces no llegan líneas de transmisión en media tensión a estas localidades. Para estos casos, se ha usado a lo largo de los últimos 50 años plantas/generadores eléctricos a diésel. Sin embargo, dados los atributos de la tecnología fotovoltaica y la disponibilidad de espacio con que cuentan esas fincas y granjas, se recomienda un sistema fotovoltaico, sin baterías, que pueda extraer el agua de pozos de agua locales a través de bombas sumergibles de corriente continua o inclusive de corriente alterna hasta un reservorio elevado que permita una operación de riego controlada y eficiente. Este uso ha obtenido mucho reconocimiento y cada año el sector agroindustrial y ganadero ha emigrado a este tipo de solución dadas las ventajas que presenta.

CONCLUSIÓN: Es importante siempre contactar a una empresa que sepa manejar distintas disciplinas para poder considerar todos los escenarios posibles y las distintas opciones de acuerdo a la factibilidad de presupuesto, espacio y condiciones meteorológicas. En Omsaica siempre hacemos un estudio riguroso de las instalaciones del cliente y presentamos soluciones que, en la medida de lo posible y sin caer en la negligencia, puedan adaptarse a las condiciones existentes que condicionan, valga la redundancia, al cliente.