Aprovechamiento de la Energía Solar (Navarra)

• Categoría: Energías Renovables
• Fuente: Agencia Energética Municipal de Pamplona

Materiales

Descárgate en pdf: Aprovechamiento de la Energía Solar

Desarrollo

El sol es la fuente de energía más abundante de la Tierra: renovable, disponible, gratuita y en cantidad muy superior a las necesidades energéticas de la población mundial.

Así, la energía solar puede completar eficazmente nuestras necesidades energéticas en cuanto a electricidad, calefacción, calentamiento de piscinas climatizadas o agua caliente sanitaria.

Además, la energía solar, es quizás la fuente renovable en la que los ciudadanos podemos protagonizar más directamente el cambio de modelo energético que se propugna. Y es que la tecnología solar puede situarse casi en cualquier lugar y en instalaciones de diferente tamaño, de tal forma que prácticamente cualquier edificio puede convertirse en una pequeña central generadora de electricidad, o productora de su propia agua caliente sanitaria. Por otro lado, se trata de una tecnología fácil de instalar, silenciosa, y con una vida útil prolongada, que requiere de escaso mantenimiento y goza de una elevada fiabilidad.

En función de los usos podemos dividir la energía solar en térmica (calefacción, calentamiento piscinas climatizadas y ACS) y fotovoltaica (electricidad).

En este ámbito Pamplona, con unas 2.000 horas de sol al año y una irradiación anual aproximada de 1.280 kWh por m2, posee un importante potencial de explotación.

Energía solar térmica(calefacción, calentamiento piscinas climatizadas y ACS)
Funcionamiento:

Los elementos fundamentales de una instalación solar térmica son:

• Colector solar
• Intercambiador
• Depósito acumulador

El funcionamiento de este tipo de instalaciones es sencillo: en primer lugar, los rayos del sol llegan al colector solar, diseñado para capturar la energía que desde el Sol llega a la Tierra. Estos rayos calientan el fluido que hay en el colector; que a través de un intercambiador, calienta el agua del depósito acumulador que es el lugar donde se almacena la energía recogida hasta que se precise su uso. En el caso del calentamiento de agua de piscinas, el sistema de acumulación es el propio vaso de la piscina. El colector solar se instala orientado hacia el sur, apoyado en un soporte con una inclinación determinada, con objeto de aprovechar al máximo la radiación solar.

Esquema Instalación Solar Térmica

Es importante tener en cuenta que los colectores solares no son un sustituto de las instalaciones convencionales, por lo que siempre debemos tener un sistema auxiliar convencional para los días en que no exista suficiente apoyo por parte del sistema solar.

Los tipos de colectores solares existentes son:

• Colectores solares planos con cubierta.
• Colector solar de vacío.
• Colector solar con depósito integrado.
• Colector solar sin cubierta.

Colectores Térmicos

Instalaciones:
Para calcular los colectores solares que hay que colocar en una instalación, es imprescindible saber el consumo previsible de agua caliente de las familias. Se calcula que en una familia, de media, el consumo de agua caliente es de aproximadamente 35 litros/día por persona.

El agua caliente producida por un panel solar depende de la posición, la zona geográfica, la radiación solar diaria, etc.

Los paneles solares se pueden colocar entre otros en:

• Edificios de construcción.
• Las casas con tejado de tejas.
• Las casas con tejado tipo azotea.
• El jardín.

Rentabilidad de la Energía Solar térmica
La inversión inicial no es superior al caso de las instalaciones convencionales. Hay que tener en cuenta que pagamos de una vez la energía que consumiremos en 20 o más años, puesto que los costes de operación y mantenimiento son muy reducidos. Además, existen numerosos programas de ayudas, y fórmulas de financiación que en conjunto garantizan un impacto económico mínimo sobre la vivienda o local. Una vez amortizada la instalación (el plazo habitual de amortización está entre 6 y 8 años), se empiezan a producir beneficios: la energía del sol es gratuita.

El coste de los materiales de una instalación solar completa para calentar agua supone por término medio un desembolso total del orden de 450 a 650 € por m2 de colector, en caso de instalaciones pequeñas o medianas. Para grandes instalaciones, el coste es algo menor, situándose entre 400 y 600 € por m2 de colector(1).

Estos costes incluyen la obra necesaria para realizar la instalación, y varían en función de la complejidad de la obra y de la tecnología de colector empleada. En el caso de viviendas nuevas con la instalación ya ejecutada, el coste se reduce notablemente.

El ahorro de un sistema solar térmico de 850 KWh es equivalente a:

• 91 litros de fuel-oil
• 101 m3 de gas natural.
• 940 KWh de electricidad
• 306 Kg de reducción de emisiones de CO2

Energía Solar Fotovoltaica (producción electricidad)
Funcionamiento

La energía solar fotovoltaica consiste en la obtención de electricidad producida a través del sol.
Las partes fundamentales de una instalación de este tipo son:

• Paneles solares.
• Inversor.

El principal elemento de la instalación son los módulos fotovoltaicos situados en los paneles, y encargados de transformar la radiación solar en energía eléctrica a través del efecto fotovoltaico, que es la capacidad de los semiconductores que componen el módulo para generar directamente energía eléctrica cuando se exponen a la radiación solar. Los módulos fotovoltaicos generan corriente continua, la cual se conduce al inversor para convertirla en corriente alterna, y poder inyectarla en la red eléctrica.
Estos módulos fotovoltaicos pueden tener diferentes tamaños; los más utilizados están formados por 36 células conectadas eléctricamente en serie, permitiendo la generación de corriente eléctrica continua a una tensión nominal de 12 voltios. Se fabrican para dar una potencia máxima conocida como Vatio pico (Wp).

La obtención de mayores o menores rendimientos de electricidad depende, además de las características de los paneles, de la latitud de la localidad, la inclinación de los paneles y la insolación.

Los paneles fotovoltaicos pueden estar compuestos por los siguientes materiales:

• Silicio Mono-cristalino.
• Silicio Poli-cristalino.
• Silicio Amorfo.

Instalación solar fotovoltaica municipal

Modos de funcionamiento:
Existen dos formas de aprovechamiento de la electricidad generada mediante paneles fotovoltáicos:

1. Sistemas conectados a la red
   La energía eléctrica producida por los paneles es vendida a la Compañía suministradora. De este modo, existen dos contadores: uno para la electricidad vendida y otro para la electricidad consumida.
   Siempre que sea posible, es aconsejable conectar a red la instalación, ya que el coste de la misma es menor, y existe una prima por la venta a la red eléctrica de esta electricidad de origen renovable.

   Esquema instalación solar fotovoltaica conectada a red

2. Sistemas aislados
   Los sistemas aislados se utilizan para proporcionar electricidad directamente a los usuarios. Generalmente, este tipo de sistemas los utilizan usuarios con consumos de energía muy bajos, para los cuales no compensa pagar el coste de la conexión a la red debido a una posición poco accesible.
   La energía es acumulada en una serie de baterías, dimensionadas de forma que garanticen una suficiente autonomía para los períodos en los que el sistema fotovoltaico no produzca electricidad. En este tipo de sistemas es necesario instalar un regulador de carga.

   Esquema instalación solar fotovoltaica aislada

Posibilidades de instalación

En ambos sistemas, las posibilidades de este tipo de instalaciones son muchas y variadas, ya que debido a la modularidad de los elementos, y a sus características de instalación, se pueden ubicar los paneles tanto integrados en cubierta, sobre soporte en cubierta buscando la orientación e inclinación óptima, en soportes sobre fachada, formando una pérgola en un aparcamiento...

Por tanto, la potencia a instalar puede variar ampliamente entre las diferentes ubicaciones.

Rentabilidad de la Energía Solar Fotovoltaica
Un sistema fotovoltaico requiere un fuerte desembolso de capital inicial, pero, tras esta primera inversión, los gastos de gestión y mantenimiento son muy reducidos.

Las diferentes alternativas dan lugar a la imposibilidad de dar un precio exacto común a las todas las instalaciones, ya que según la variante que se instale, y la obra civil o elementos accesorios que se necesiten emplear, el precio es muy variable. No obstante, se puede tomar como referencia el valor del coste elegible fijado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) en el año 2005:

• Sistemas conectados a red: 6-7,7 €/Wp
• Sistemas aislados con acumulación: 12,60 €/kwp
• Sistemas aislados sin acumulación: 8,10 €/kwp

Estos costes incluyen obra civil y todos aquellos elementos necesarios para la instalación.

En la práctica este precio es inferior, rondando los 6 €/Wp instalado. En el caso de los sistemas conectados a red, esta inversión inicial puede amortizarse en el plazo aproximado de 10 años, mediante la venta de la electricidad producida a la red eléctrica. De acuerdo con el Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, la compañía eléctrica debe pagar al productor de esta electricidad de origen renovable por cada Kwh de electricidad que vierte a la red, un 575% de la Tarifa Eléctrica Media o de referencia, lo que traducido para la tarifa de este año, supone un precio de 0,440381 € por cada kwh. Esta tarifa, es aplicable hasta instalaciones menores de 100 Kw. Este R.D. garantiza además el mantenimiento de esta prima durante los primeros 25 años desde la puesta en marcha de la instalación. A partir de este momento, el R.D. garantiza un precio por kwh del 460% de la Tarifa Eléctrica Media del año correspondiente.

Según los resultados obtenidos en las instalaciones solares fotovoltaicas dependientes del Ayuntamiento de Pamplona, cada kw instalado produce anualmente una media de 1.150 kwh, con unos ingresos por kw de unos 506 €/año. Estos datos dependen del tipo de panel, y de la orientación e inclinación de los mimos.

Subvenciones y ayudas
Gobierno de Navarra lleva incentivado desde hace varios años este tipo de instalaciones a través de una línea de ayudas. De esta forma, y dentro de la línea vigente en el año 2006, el importe de la ayuda es la que sigue:

• Solar térmica:
  • Agua caliente sanitaria (ACS), calefacción y climatización: 65% del coste subvencionable
• Solar fotovoltaica
  • Aislada y Fincas de recreo Actividades de ocio y casas de recreo: 22% del coste subvencionable
  • Solar fotovoltaicas conectada a la Red con finalidades didácticas: 20% del coste subvencionable (incluyendo paneles didácticos).
• Deducción de impuestos (IRPF ó Sociedades):
  • Pamplona:
    • Pequeñas empresas y particulares: 15% bruto del coste de la instalación sin IVA
    • Medianas empresas: 7% bruto del coste de la instalación sin IVA
  • Fuera de Pamplona:
    • 20% neto equivalente del coste de la instalación sin IVA.

Estas cantidades se aplican en la declaración de IRPF o IS, sin límite de cuota, pudiéndola dejar a cero o aplicar en años sucesivos hasta un máximo de 5 años.