Mi Casa Cube

Nuestra instalación fotovoltaica con vertido cero (inyección cero) y sin baterías

Cómo nos la planteamos, montamos, qué experiencia hemos tenido y cómo hemos optimizado la producción solar

Por qué una instalación solar

Una vez estuvimos más asentados y pudimos recuperarnos de la enorme inversión que supuso terminar la obra, empezamos a informarnos sobre otro tema que nos llamaba mucho la atención pero que desconocíamos por completo: la energía solar.

Leímos muchos artículos que confirmaban la viabilidad de una instalación solar y el gran ahorro que suponía en una vivienda unifamiliar. Si bien es cierto que todos aportan datos muy genéricos, apostaban por un ahorro importante en la factura de la luz, pero ¿sería tanto como para compensar la inversión inicial teniendo una casa que ya es bastante eficiente en cuanto a consumo energético? Esa era nuestra gran duda.

Nuestra primera intención fue la de buscar instaladores recomendados por gente que controlara de este tema, y para ello investigamos desde el mundo de telegram. Queríamos que un profesional nos diera datos más específicos y detallados más allá de la inversión inicial, para analizar la viabilidad del proyecto.

En telegram encontramos varios grupos de compras conjuntas e información sobre instalaciones fotovoltaicas de todo tipo. Allí pasamos horas y horas leyendo, consultado las experiencias de otras personas y valorando qué tipo de instalación necesitábamos. Cuanto más tiempo invertíamos en analizar la instalación y el dimensionado a la vez que intentábamos encontrar un instalador de confianza, más nos dábamos cuenta de que era un trabajo que podíamos realizar por nuestra cuenta paso a paso y sin prisa, además de ir conociendo en profundidad los costes de la inversión y el retorno económico que podía suponernos. Necesitaríamos en la última fase de este nuevo proyecto un electricista cualificado como instalador para que nos tramitara el boletín y revisara que la instalación está OK.

Además, en los grupos de telegram veíamos el ahorro que estaba suponiendo para muchas personas el haber puesto en funcionamiento la fotovoltaica, por lo que nos animábamos cada vez más a iniciar el proyecto.

Características y dimensionado de la instalación fotovoltaica

¿Qué tipo de instalaciones fotovoltaicas existen?

Cuando empiezas a investigar sobre este tema las primeras dudas que surgen son: qué tipo de instalaciones hay? Son todas con baterías? Las inversiones son iguales para todas? Cómo calculo la que yo necesito? Vamos….. un cortocircuito mental interesante….. xD

Así que empezamos por el principio. Lo primero que aprendimos es que hay distintos tipos de instalaciones, para resumir nos centramos en dos:

  1. Instalaciones sin baterías (on-grid): son instalaciones fotovoltaicas con menor inversión inicial que suponen un APOYO al consumo de red que realiza nuestra vivienda. Es decir, siempre que tengamos sol la instalación fotovoltaica ayudará en la medida que pueda (según la producción solar de cada momento) al consumo de la vivienda, pero si en un momento puntual la producción solar no es suficiente, la vivienda podrá consumir sin problema de la red eléctrica. Como consecuencia no se produce un ahorro tan importante porque seguiríamos pagando los gastos fijos de la factura de la luz, pero disminuiría el coste de la parte de consumo de la factura e, incluso, en muchas ocasiones estas instalaciones solares permiten bajar la potencia contratada para conseguir un ahorro extra en la factura. En estas instalaciones si se va la luz (por bajada del diferencial general de la vivienda o por problema de suministro) el inversor deja de funcionar y si necesitamos un pico puntual de mucha potencia (por utilizar varios electrodomésticos a la vez) la instalación solar NO nos «capa» el sistema como dicen las leyendas urbanas, simplemente se cogerá de la red eléctrica el suministro que la instalación fotovoltaica no pueda satisfacer. 
  2. Instalaciones con baterías (on-frid y off-grid): son instalaciones fotovoltaicas que disponen de baterías para poder «almacenar» la energía solar que la vivienda no está utilizando en las baterías. Podemos encontrarnos dos casos:
    • Instalaciones on-grid con baterías: son instalaciones que al igual que las comentadas anteriormente, continúan conectadas a la red eléctrica y se benefician del apoyo de la energía obtenida mediante los paneles solares y, además de tener las características de las instalaciones que comentábamos antes, disponen de baterías para poder almacenar el «sobrante» de energía solar que la vivienda no está consumiendo. De este modo, las viviendas que tengan este tipo de instalaciones tienen la ventaja de poder tener un consumo elevado en un momento puntual sin notar absolutamente ningún problema de abastecimiento porque continúan conectadas a la red eléctrica, sin embargo, en momentos en que no hay producción solar (por mal tiempo, por ser de noche, etc) disponen de dichas baterías para poder suministrar energía a la vivienda, evitando consumir de red en esos momentos. Hay que tener en cuenta que continuamos pagando factura de la luz (los términos fijos y el consumo que se realice de la red eléctrica porque la instalación solar y las baterías no sean suficientes en algunos momentos).
    • Instalaciones off-grid con baterías: estas son las archiconocidas instalaciones «AISLADAS». Son las soñadas por todos los que tenemos energía solar. Son la expresión máxima de AUTOSUFICIENCIA. Disponen de baterías y NO están conectadas a la red eléctrica. Son las más difíciles de dimensionar porque aquí entran en juego TODOS los factores que influyen en el consumo de una vivienda y en la producción solar. Debéis tener en cuenta que en estas viviendas HAY QUE ADAPTARSE a la producción solar. Es decir, si no tengo las baterías cargadas por llevar varios días de mal tiempo e insuficiencia en cuanto a producción solar y no tengo producción solar en este momento, si tengo una necesidad impetuosa de consumo instantáneo NO VOY A PODER DISPONER DE ÉL. Por ello, estas instalaciones se estudian en profundidad para que la relación entre DIMENSIONADO de la instalación (tipo y número de paneles solares, tipo, número y capacidad de baterías y tipo de inversor solar), CONSUMO de la vivienda (al detalle) e INVERSIÓN realizada en la instalación esté equilibrada. En este caso, NO HAY FACTURA DE LA LUZ porque no dependemos de suministro eléctrico que provenga de la red, sino que estamos condicionados a nuestra propia instalación fotovoltaica. 

La gran mayoría descubre los tipos de instalaciones fotovoltaicas y se va directa a instalaciones off-grid con baterías, verdad? La idea de no depender de red eléctrica es muy golosa, pero cuando empiezas a echar cuentas de tu consumo, lo que necesitarías invertir en paneles solares, en baterías y en un buen inversor bajamos de nuevo a la tierra y vemos que NO TODO EL MUNDO puede amortizar este tipo de instalaciones.

¿Qué instalación necesitamos en nuestro caso?

Análisis de nuestros consumos

Para analizar nuestro caso en concreto y decidir correctamente qué tipo de instalación necesitamos (y podemos amortizar) lo primero que realizamos fue un estudio de nuestros consumos. Llevábamos ya un año y medio en la casa y disponíamos ya de varias facturas para ir estudiando nuestras pautas de consumo. Sin embargo, teníamos un gran handicap…. durante el estudio de este proyecto y gracias a telegram, descubrimos el mundo del vehículo eléctrico y llevábamos un par de meses con uno. Esto había cambiado enormemente nuestros consumos y debíamos dimensionar la instalación acorde a ello. Sabíamos que en los próximos meses íbamos a cambiar el otro vehículo que teníamos en casa por otro eléctrico, con lo cual, había que sumar ese consumo al general para calcular la instalación y la consecuente amortización.

Llegados a este punto, echamos mano de la página de la distribuidora y del medidor de consumo que instalamos en la vivienda 5 meses después de entrar a vivir en la vivienda, y rescatamos los datos de consumo que tuvimos mensualmente. Debíamos tener en cuenta que teníamos una tarifa eléctrica con DISCRIMINACION HORARIA y eso había hecho que nuestros consumos se movieran lo máximo posible a la noche. Con lo cual, sería importante tenerlo en cuenta.

Os enseñamos los datos de los que disponíamos en ese momento para el análisis de nuestro consumo. Comentar que teníamos 4,6kW de potencia contratada y comprobada con el medidor de consumo que era la idónea para nosotros (podríamos haberla bajado por debajo de 4kW con los históricos que teníamos, pero al introducir dos coches eléctricos preferimos mantener esos 4,6kW para no tener problemas en invierno por interferencia entre la bomba de aerotermia, que recordemos tiene una potencia máxima de 3kW, y los coches eléctricos, que cargaban a una media de 2kW en enchufe. Por aquel entonces no teníamos cargador específico de vehículo eléctrico):

Consumo de la vivienda desde que entramos a vivir. Julio sólo tuvo medición un par de días.

La columna de Pico de potencia hace referencia al registro en el contador. Durante esos meses tuvimos luz de obra y la potencia contratada era 5,75kW. Al efectuar el cambio a luz definitiva contratamos 4,6kW y como podéis ver en los registros, durante el verano nos sobraba y en invierno nos aprovechamos de la discriminación horaria para poner el coche a cargar por la noche, o la lavadora, o la secadora (todo a la vez) a la par que se encendía la calefacción, algo que podíamos perfectamente mover a las horas de sol y dejar la noche para lo imprescindible, como era la calefacción, al igual que utilizar los electrodomésticos por separado en lugar de todos a la vez (y que no nos reportaba ningún problema en cuanto a nuestra calidad de vida). Tanto nos daba poner la lavadora a una hora distinta del lavavajillas…

Con lo cual, el resultado que extrajimos de esta tabla fue que tenemos un consumo muy bajo en verano (sin contar con que íbamos a incluir un segundo coche eléctrico) y un consumo más elevado en invierno. De primeras MAL, muy MAL. Lo ideal para una instalación solar es invertir esa pauta y más en Galicia, donde los inviernos son duros en cuanto a nubosidad y los veranos tenemos mucho más margen de producción solar. 

Por tanto, nuestra primera conclusión fue: no podemos realizar una inversión muy elevada porque realmente el partido se lo vamos a sacar en verano, pero el invierno será muy dudoso.

Nuestra superficie disponible para instalar paneles solares

El siguiente paso consistió en calcular qué superficie disponemos para poder instalar paneles solares.

Recordemos que nuestra cube tiene un tejado «plano», con una inclinación de un 4% y está orientado a la perfección para una instalación solar, prácticamente orientado al SUR TOTAL:

Subimos al tejado y tomamos medidas respecto a la longitud, ancho y distancia con el centro del tejado. Además, recordemos que tenemos una «viga» estética de pizarra que cruza el tejado como si de un cubo se tratara. Tomamos medidas también de ello.

Junto a las medidas que tomamos, tengamos en mente que los paneles tienen unas dimensiones normalmente de 1 x 2m ó 1,6 x 1m (según características de los mismos). 

Una vez tuvimos las dimensiones, aprovechamos un programa (Adobe Architect) que teníamos con el plano de la vivienda que creamos cuando empezamos con el proyecto de la construcción de la casa. Creamos un panel solar de 1x2m y con las medidas que habíamos tomado in situ pudimos comprobar cuántos paneles nos cabían y, a partir de ahí, calcular cuánto producirían en nuestra ubicación y cuánto nos costarían. Este fue el resultado:

Disponíamos de espacio de sobras para instalar 12 paneles de 2x1m en la mitad del tejado (la mitad fácil, puesto que la otra mitad contiene la antena y, con ella, sombras y falta de espacio).

Cada vez nos gustaba más la idea de empezar la instalación e ir poco a poco ampliando. No disponíamos de muchos ahorros pero vimos que podíamos empezar desde 4 paneles en adelante e ir aumentando según las necesidades lo requirieran.

Lo que estaba claro es que disponíamos de más espacio en la otra parte del tejado y el porche completo. Calculábamos que nos podrían caber, a mayores, 5 paneles sobre el porche y otros 9 sobre el otro lado del tejado, eso llevándolo al extremo.

Ahora bien, cómo se anclarían las estructuras de los paneles? siendo un tejado tipo panel de sandwich, sería efectivo anclar sujeciones a él? Para responder a estas preguntas, me puse en contacto con cube. Una vez más, me aconsejaron fenomenal. Perforar la cubierta conllevaba un gran riesgo de humedades en un futuro, por lo que descartamos esa idea. Nos comentaron sobre la posibilidad de utilizar omegas en la parte central del tejado para fijar los paneles, pero me parecía mucha complicación y poca sujeción, además de reducir considerablemente el espacio útil para paneles si tenían que estar anclados en el centro del tejado. Fue una pena no encargar de obra la preinstalación de las sujeciones, pero por aquel entonces ni teníamos más presupuesto ni conocíamos en absoluto este tema.

Seguimos investigando y nos decantamos por innovar un poco. Vimos que para terrazas existían unas estructuras a base de hormigón, y se nos ocurrió utilizar bloques de acera convencional para establecer la base de la estructura, perforándolos y añadiendo varilla roscada para dar altura si fuera necesario. Ese sistema podría adherirse con sika o algún otro adhesivo al tejado y reforzar con cable de acero posteriormente sujetándolo a la viga lateral del tejado:

La simulación de producción en función de los paneles que podíamos instalar y amortización general prevista

Llegados a este punto, empezamos a analizar los tipos de paneles solares que había en el mercado. Nos apoyamos en los grupos de compras conjuntas para ver los resultados que les estaban dando a los que habían hecho pedidos anteriores. Debíamos escoger entre paneles policristalinos y monocristalinos. Los policristalinos son paneles con una gran eficiencia a pleno sol, pero su rendimiento se ve muy afectado negativamente en climas con muchas nubes, niebla, etc. Sin embargo, los paneles monocristalinos producen muy bien en climas más bien nubosos pero se ven muy afectados negativamente por el calor que produce el sol sobre ellos. Vimos que para Galicia, donde el clima anual suele ser nuboso, el mejor tipo de paneles eran los monocristalinos. 

Cuando hicimos este estudio, acababan de salir a la venta los paneles de 390W de 2x1m, por lo que decidimos hacer una predicción de producción solar con 12 paneles de 390W monocristalinos. Para ello, introducimos los datos en la web https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/es/#PVP

Necesitábamos conocer nuestra latitud y longitud (las extraímos de google maps), y los kW que íbamos a instalar en el tejado (12 paneles x 390W = 4680W, es decir, 4,68kW).

El siguiente dato importante era la inclinación que le daríamos a los paneles. Puesto que no iban a ir perforados y sujetos directamente por las vigas del tejado, decidimos sacrificar inclinación para poder evitar efecto vela intenso y tener una instalación más segura, por ello, introducimos una inclinación de 5 grados.

Finalmente el AZIMUT. Como comentamos antes, nuestro tejado tenía orientación SUR, por lo que el AZIMUT era 0:

Por tanto, estos eran los datos para la simulación:

Y estos los resultados:

Ahora debíamos cotejar la predicción de producción solar con nuestros consumos. Recordemos nuestros consumos del año anterior completo (sin coche eléctrico hasta noviembre):

Predicción de producción solar para nuestras coordenadas, 4,68kW instalados con orientación SUR y 5º de inclinación:

Vemos que la predicción era muy dura para Enero, Febrero, Marzo, Noviembre y Diciembre, pero muy holgada para los 7 meses restantes, por lo que podía ser un inicio. Podíamos realizar esta instalación e ir ampliando poco a poco según viéramos la evolución.

Cabe destacar que llegados a este punto consideramos importante buscar la manera de economizar los kWh que consumiéramos en invierno (principalmente por la bomba de aerotermia). Por ello apostamos por instalar el termostato inteligente TADO y, posteriormente, las válvulas termostáticas del mismo sistema. De este modo, aunque la producción en invierno fuera muy justa, podríamos reducir consumo gracias a hacer más eficiente el sistema de calefacción, tal y como explicamos en Calefaccion y ACS por Bomba de Aerotermia. Estos fueron los resultados:

Vemos que independientemente de la energía solar, seguimos reduciendo el consumo de la calefacción sin perder calidad de vida, lo cual nos ayudará a dimensionar correctamente la ampliación de la instalación solar (si fuera necesario ampliar).

Volviendo al tema de la AMORTIZACION, podemos ver que según los cálculos de simulación, se predecía una produccion entorno a unos 5000kWh anuales. En temas económicos, podríamos establecer una media por kWh de entre 3 y 13 céntimos en los que oscila el precio del kWh en PVPC, pero como el horario solar cubre parte de tarifa VALLE y parte de tarifa PUNTA iba a ser difícil extrapolar el ahorro. Si ponemos una media a la baja (decimos a la baja porque la mayor parte de la producción coincide en PUNTA) 10 céntimos por kWh, nos sale un resultado de 0,08€ (incluimos ahi el IVA) x 5000kWh = 400€ anuales SI UTILIZÁRAMOS TODOS LOS KWH PRODUCIDOS POR LA SOLAR. Esto lo ponemos en mayúsculas porque ES IMPOSIBLE aprovechar el 100% de la producción. Significaría tener siempre un consumo a la par que la producción que tenemos, y con 4,6kW instalados supondría tener un consumo elevadísimo y ajustado a lo que los paneles solares estuvieran produciendo.

De aquí sacamos tres lecturas. La primera es que íbamos a tener que mover nuestros consumos, hábitos y carga de coches eléctricos a momentos de producción solar.

La segunda es que el ahorro no lo íbamos a tener sólo en electricidad, sino que en nuestro caso iba a ser también en GASOLINA (o diésel). La amortización aumenta en gran cantidad puesto que hasta el momento estábamos pagando unos 160€ mensuales en gasolina que nos íbamos a ahorrar. Todo suma…

Y la tercera es que íbamos a necesitar aprovechar las horas de bajo consumo y alta producción solar para meter la «energía sobrante» en algún sitio. Y aquí surge la idea de la COMPENSACIÓN DE EXCEDENTES FOTOVOLTAICOS. Cuando nosotros estudiamos este proyecto eran todo suposiciones. A día de hoy es una realidad aplicada ya en nuestra sociedad. Os pego un párrafo extraído de la web: https://www.cambioenergetico.com/blog/como-acogerse-a-la-modalidad-de-autoconsumo-con-compensacion-por-excedentes/

Es decir, legalizando la instalación con las características que corresponden podrían compensarnos económicamente los kWh no utilizados y vertidos a la red. Algo que suma un plus a la amortización de una instalación de este tipo.

El resto de componentes de la instalación fotovoltaica: el inversor

Una vez decidido que 12 paneles de 390W monocristalinos podía ser el punto de partida, debíamos analizar qué inversor íbamos a instalar.

Los inversores fotovoltaicos desempeñan un papel muy importante. Se encargan de convertir la electricidad que generan los paneles solares para que pueda utilizarla la vivienda (los electrodomésticos, la iluminación y otros aparatos que tenemos en casa). Os dejamos una guía muy interesante donde aconsejan cómo escoger un inversor solar:

 https://sotysolar.es/blog/que-son-los-inversores-fotovoltaicos

El inversor que escogimos en nuestro caso fue el SOLAX BOOST x1-5.0kW.

Consideramos que en ese momento era un inversor fenomenal en relación calidad – precio y que admitía todavía un pequeño margen de ampliación si lo necesitábamos. 

A la hora de escoger el inversor es MUY IMPORTANTE valorar los límites máximos que permite. En el momento en que vas a iniciar la instalación sólo se suele tener en cuenta lo que se va a instalar, pero no las posibilidades de ampliación. Es muy importante que se valoren aspectos como el voltaje máximo que admite así como los kW aceptados para no limitarnos el día de mañana en caso de querer ampliar, salvo que no sea un problema para nosotros modificar el inversor y cambiándolo por uno más potente (que, muy posiblemente, requiera también cambio de protecciones específicas).

Por ejemplo, analizando el solax junto a los paneles que teníamos en mente:

Fijémonos en varias de las características:

En primer lugar el máximo recomendado de entrada son 5200W, con lo cual, sin conocer mucho del tema diríamos que no podemos instalar más de 5200W en paneles solares, verdad? Pues no, no es asi, la realidad es que los paneles solares sólo van a producir su máximo (o superarlo incluso) en condiciones óptimas de producción (inclinación, orientación, etc). En nuestro caso en concreto, hablamos de instalarlos a 5 grados. Eso va a hacer que en muy pocas ocasiones lleguemos al máximo posible del panel. Es algo a tener en cuenta puesto que posiblemente a la larga veamos que para alcanzar 5200W podamos instalar más paneles de los que deberíamos si supiéramos que van a alcanzar siempre lo que determina el fabricante: para 5200W / 390W = 13,3. Por indicaciones del fabricante de los paneles máximo podríamos instalar 13. Pero lo que os comentamos, posiblemente a 5 grados de inclinación los 5200W con 13 paneles NO los lleguemos a ver nunca. Es algo a monitorizar y valorar a la larga.

En segundo lugar debemos fijarnos en el voltaje máximo admitido. El inversor nos muestra un máximo total de entrada de 600V. Esto significa que el fabricante no recomienda instalar en paneles solares un número tal como para superar 600V de entrada al solax. El voltaje máximo que nos marca el fabricante de los paneles que tenemos como ejemplo es de 49.3V. El voltaje se suma entre paneles porque los conectamos en serie, con lo cual: 12 x 49.3V = 591.6V. Parece que nos situamos ya en el límite que determinan para inversor (600V), sin embargo, en este sentido muchos profesionales que trabajan con este inversor recomiendan no tener en cuenta este factor pero sí el MPPT Voltage Range, es decir el voltaje máximo que permite el inversor por string. Los paneles se unen entre sí mediante cables (uno para el positivo y otro para el negativo). Esta unión genera una cadena y a esa cadena la denominamos string. Los inversores tienen entradas para un número determinado de strings. Los hay que sólo admiten uno, los hay que dos, etc. El solax, en nuestro caso, admite dos. En relación a esto, muchos usuarios haciendo caso de las recomendaciones de estos profesionales instalan paneles de tal manera que el total por string no supere los 580V, pero al igual que con la producción en W, el voltaje va a depender de las condiciones en las que se instalen los paneles. Habrá que ir controlando y monitorizando los valores para poder sacar conclusiones a la larga. De pronto, diríamos que poco más va a aceptar este inversor.

El resto de componentes de la instalación fotovoltaica: las protecciones, cables/mangueras y estructuras

Ya tenemos claros los paneles, tenemos claro el inversor e incluso cómo va a ser la base de las estructuras. Nos falta terminar de darle forma para cubrir un presupuesto.

Por partes:

  1. Las protecciones: para la instalación solar debemos incluir ciertas protecciones eléctricas de seguridad que no están por arte de magia en nuestro contador eléctrico. Puesto que nuestra vivienda es de tan solo 100m2 decidimos construir un pequeño armario en el exterior a base de ladrillo donde poder instalar el inversor y los cuadros de protecciones, tanto de la parte de corriente continua (conexión entre paneles solares e inversor) y la parte de corriente alterna (conexión del inversor con el cuadro eléctrico de la vivienda). De este modo, evitaríamos saturar el cuadro eléctrico de casa y, a la vez, dejaríamos fuera de casa el acceso a este material.

La línea roja indica el paso de los cables del tejado a la caseta. Podéis haceros una idea del montaje del armario: algo simple, que aislara de la lluvia directa y del sol.

Y aquí el resultado final, tras pasar el tubo corrugado por debajo de la acera y grava. Recebamos mínimamente y pintamos el armario para dejarlo algo más aislado (tener piedad, ninguno de los dos es albañil) xD

  1. Las protecciones.
  2. Cable/manguera: La instalación fotovoltaica va a necesitar cable para conectar los paneles al inversor, para establecer la toma de tierra y manguera para conectar el inversor al cuadro de casa. Para la parte de corriente contínua escogimos un cable RZ1-K 0,6/1KV verde de 6mm. A su vez, necesitamos también manguera de 3 hilos de 6mm libre de halógenos para conectar el inversor a las protecciones de corriente alterna y al cuadro de protecciones de la vivienda. Tuvimos que medir con una guía los metros que íbamos a necesitar para cada uno de ellos.
  1. Las protecciones.
  2. Cable/manguera.
  3. Las estructuras para los paneles: las estructuras van a depender del tipo de tejado que tengamos, el número de paneles que instalemos y el método de fijación que escojamos. Como os adelantábamos antes, en nuestro caso y dadas las características del tejado (y lo reciente que era la construcción) preferimos descartar el perforar la cubierta y escogimos una opción con soportes de hormigón adheridos y reforzados con cable de acero. Las estructuras que utilizamos fueron las coplanares, aunque en el mercado tenemos opciones que ya vienen con inclinación, tanto en estructuras en sí como en bloque de hormigón. Os dejamos algunos ejemplos:
Estructuras coplanares
Estructuras con inclinación
Estructuras de hormigón con distintas inclinaciones
Estructuras de hormigón con distintas inclinaciones

Nosotros escogimos el método DIY para ello. Compramos bloques de acera, los perforamos y fijamos a ellos directamente las estructuras coplanares para la primera fila de paneles (los más situados hacia el SUR) y la parte SUR de los paneles de la segunda fila. La parte NORTE de la segunda fila de paneles tuvimos que fijarla a varilla roscada sobre el bloque de hormigón para darle mayor altura. Pensar que la primera fila de paneles (los situados más hacia el SUR) reposaban completamente en la parte del tejado que cae 4º hacia el SUR, pero la segunda fila de paneles reposaba la mitad sobre la cara SUR del tejado y la otra mitad sobre la CARA norte del tejado, que cae 4º de pendiente hacia el NORTE. Teníamos que compensar la caída del 4º hacia el NORTE y conseguir darles una inclinación hacia el SUR como la primera fila de paneles, por ello optamos por las varillas roscadas.

  1. Las protecciones.
  2. Cable/manguera.
  3. Las estructuras para los paneles.
  4. Resto de materiales: para ejecutar correctamente la instalación utilizamos tubos de PVC, tubo corrugado, picas de tierra, etc. Todo ello lo detallaremos a continuación en nuestro cuadro de presupuesto y gastos completos.

Cómo iniciamos el proyecto

El presupuesto

Ya teníamos claro qué paneles íbamos a escoger, qué inversor íbamos a instalar, los tipos de cable y manguera que necesitábamos y las estructuras. Nos faltaba echar cuentas y ver qué presupuesto final conseguíamos.

Para ello, investigamos por todos los medios (físicos, google, tiendas online, redes sociales, etc) dónde conseguir los mejores materiales en cuanto a relación calidad precio (bueno bonito barato). Las partidas más importantes y donde conseguimos mejores precios con diferencia fue en el de los paneles solares y el inversor. En ambos casos, adquirimos el material mucho más barato realizando la compra mediante «compras conjuntas» en telegram. Para ello, realizamos el pedido en dos grupos en los que conseguíamos precios inmejorables, garantía y seguridad demostrada en el transporte:

Para el resto de materiales tiramos de compras conline y ferretería del pueblo.

Os adjuntamos un cuadro general donde analizamos el material que íbamos a necesitar, el precio por unidad con IVA y dónde lo íbamos a conseguir:

Primeros pasos

Una vez teníamos el presupuesto claro, tuvimos que priorizar. No disponíamos en ese momento del dinero como para realizar un desembolso inicial que nos permitiera adquirir el 100% de la instalación en una primera fase. Sabíamos además, que no íbamos a poder ejecutar la instalación en dos días, puesto que nuestra idea era CERO respecto al paso a paso del montaje. Así que llegados a este punto, 15 de diciembre de 2018 decidimos realizar un pedido inicial de 8 paneles solares para ir haciéndonos una idea de cómo se sujetaban y anclaban exactamente a las estructuras y ver realmente qué posibilidades teníamos para subirlos entre nosotros dos al tejado. 

Llegó el palet de paneles a mediados de Enero y al revisarlos uno por uno vimos que podíamos asumir nosotros mismos el subirlos al tejado, así que realizamos también el pedido de estructuras para 8 paneles.

Nos coincidieron varias semanas seguidas de lluvias, por lo que los paneles solares y las estructuras tuvieron que esperar bien embalados antes de subir al tejado. Comenzamos la andadura realizando una perforación en la acera de la casa para pasar por debajo tubo corrugado hasta la zona en la que tendríamos el armario (las fotos que os hemos enseñado antes). Echamos el hormigón de nuevo en la acera y empezamos a colocar los ladrillos para dar forma al armario e ir preparando la zona en la que irían las protecciones.

Tras un mes aproximadamente, conseguimos terminar el armario y ya teníamos los tubos por los que iban a bajar los cables del tejado:

  • Un tubo grueso de PVC de tejado hasta acera para los 4 cables que iban a bajar de corriente continua (conexión paneles e inversor).
  • Un tubo más fino de PVC de tejado hasta acera para el cable de TIERRA que bajaríamos por separado de la corriente) hasta el corrugado que iba al armario.
  • Un corrugado grueso para pasar los 4 cables de corriente continua al armario.
  • Un corrugado mas fino para pasar la TIERRA al armario.

Además, preparamos la toma de tierra en el armario realizando una perforación hacia el lateral contrario a donde tenemos la pica de tierra de la vivienda y pasamos unos 20 metros de cable de tierra desde el armario hasta dos picas (una a 10 metros y otra a 20), para cumplir con la normativa a este respecto.

Ya estábamos en Febrero y todavía no habíamos subido un panel al tejado xD Encargamos los bloques de hormigón, compramos las varillas roscadas y empezamos a preparar los bloques para poder subirlos al tejado nada más llegaran unos días seguidos de buen tiempo.

Llegó Marzo y con él los primeros días de buen tiempo (parecía que llovía más que nunca desde que habíamos empezado con este proyecto, qué impotencia y frustración!). Y el primer día en que coincidimos los dos libres subimos los bloques de hormigón al tejado, los colocamos sobre las vigas, subimos las estructuras, las montamos y finalmente subimos los 8 paneles al tejado. Ya teníamos los paneles preparados para conexionar entre sí. Pedimos en ese momento el inversor y lo fijamos en el armario para tenerlo preparado para cuando llegara el siguiente paso.

Durante el mes de Abril hicimos el pedido de cable, manguera y demás componentes necesarios. En cuanto llegaron preparamos los cables en el tejado para conexionar a los paneles. Los paneles vienen con cables con extremos macho y hembras de unos conectores que se llaman MC4. Estos extremos MC4 encajan entre sí, lo que hicimos fue conectar en serie los paneles y pusimos los 8 en un solo string (la idea final era poner dos strings de 6 paneles cada uno, pero mientras no añadiéramos los 4 siguientes dejaríamos un string de 8). Pero a pesar de conexionar por ahora un sólo string de 8 paneles, dejamos preparado el cable para el segundo string, ya que nuestra idea era ampliar en verano (y ya solo quedaban 3 meses para eso). Así que añadimos los cuatro terminales (dos machos y dos hembras) a los cuatro cables que iban a conectar los paneles al inversor (dos positivos y dos negativos). Dejamos también el cable de tierra conectado a las estructuras y paneles y lo bajamos en un tubo de PVC independiente al de los cuatro cables.

Como podéis ver, el círculo blanco delimita la zona en la que añadiríamos los otros 4 paneles.

Llegó Mayo y durante la primera semana colocamos todas las protecciones y el cableado que faltaba. Y, finalmente, el 10 de Mayo por la noche dejamos el inversor preparado para que arrancara al día siguiente. Sin embargo, conexionamos mal una protección y hasta que nos dimos cuenta al día siguiente a media mañana no vimos un W solar.

Los refuerzos finales

Una vez tuvimos los 12 paneles instalados, nos decidimos por rematar los refuerzos para momentos de mucho viento Norte tener un agarre superior a la adhesión del hormigón sobre la cubierta.

Para ello, colocamos unos tirantes de acero entre las estructuras del string situado más hacia el norte con la ciga norte del tejado, quedando de la siguiente manera:

Los resultados

Ya podíamos sacar los primeros resultados. Dejamos dos días la inyección cero desactivada, es decir, el inversor producía todo lo que los paneles podían y si la vivienda no necesitaba esa energía el inversor la inyectaba a la red. De este modo podríamos hacernos una primera idea de cuántos kWh podríamos producir con 8 paneles y configurar correctamente las pinzas de nuestro medidor de consumo (como veréis en las siguientes dos imágenes el apartado de «energía autoconsumida»/»energía exportada» son erróneos, ya que tuvimos que hacer varias pruebas para dejarlo fino.

Vimos que superábamos los 20 kWh, lo cual nos pareció más de lo esperado. Ya teníamos los dos coches eléctricos y podíamos aprovechar más la producción. A su vez, dimos de alta una tarifa eléctrica llamada «coche eléctrico» de Enerkia, en la que no pagábamos la electricidad consumida de 1 a 7 de la madrugada (pudiendo cargar los coches sin coste también en ese periodo).

Ya teníamos las pinzas del medidor de consumo correctamente colocadas y activamos la inyección cero. El inversor de ahora en adelante iba a producir SOLO lo que la vivienda necesitara (si había suficiente sol).

Continuamos con los 8 paneles desde Mayo de 2019 hasta Julio de 2019, cuando pudimos añadir los otros 4 y dejar dos strings de 6 paneles cada uno:

Ahora ya podíamos observar la diferencia de producción respecto a 8 paneles. Recordemos la tabla de predicción de producción con 12 paneles a 5 grados de inclinación a la derecha. Vemos que a partir de Julio decae la producción, por lo que esperábamos mantener la producción aunque aumentáramos el número de paneles, sin embargo, sí esperábamos a 2020 para poder comparar los meses de Mayo (del 11 en adelante) y Junio para ver la diferencia de producción entre 8 paneles en 20019 y 12 paneles en 2020.

Os dejamos a continuación las tablas de producción y consumo extraídas del inversor para 2019 y 2020. «Consume Energy» es la energía consumida de RED (la que pagamos) y Self Use (es la energía producida consumida por la vivienda, la ahorrada en la factura de la electricidad).

Vemos que, tal y como teníamos previsto, se mantuvo la producción de Agosto en adelante a pesar de que la predicción marcaba una caída (como comentábamos, equilibramos la caída añadiendo esos 4 paneles). 

Si os fijáis, a medida que entraba el invierno disminuía la producción y aumentaba enormemente el consumo, tal y como habíamos previsto también y habíamos comentado en apartados anteriores. La aerotermia tenía un peso importantísimo y nos iba a pasar factura (nunca mejor dicho…..).

Vamos a establecer comparativa entre Mayo de 2019 con 8 paneles y Mayo 2020 con 12 paneles:

Si os fijáis, no parece que sean 4 paneles más, y tenéis razón, no lo son. En 2020 teníamos 4 paneles más, cargador de vehículo eléctrico configurado para cargar SOLO con excedentes fotovoltaicos y dos coches eléctricos para cargar durante el día sin problema (pleno confinamiento) y derivador de excedentes perfectamente optimizado con el interacumulador de la bomba de aerotermia (que explicaremos en posteriores apartados de esta entrada).

Desde el verano de 2019 hasta el verano de 2020 domotizamos la vivienda en todos los sentidos: control de consumo, programación de electrodomésticos para utilizarlos con energía solar, control y gestión de encendido de luces, y un largo etc para convertir la vivienda en algo mucho más eficiente, consiguiendo curvas como la siguiente, con un porcentaje de aprovechamiento solar de un 100%:

Sin embargo, hasta la fecha (Finales de Julio) el récord de kWh generados en un día han sido 30, inyectando a red para hacer la prueba:

Finalmente para cerrar este apartado y poder establecer una pequeña conclusión sobre cuánto llevamos amortizado gracias a la instalación solar, podemos establecer que desde el 12 de mayo de 2019 hasta el 17 de julio de 2020 disponemos de los siguientes datos:

Para 2019 producidos 600kWh y en lo que llevamos de 2020 acumulamos 1500kWh. Es decir, un total de 2100kWh en un año y dos meses aproximadamente. Recordemos que la predicción nos vaticinaba unos 5000kWh anuales… ¿Qué significa esto? Que tenemos mucho margen de mejora para aprovechar la energía solar durante el día que ahora mismo, al tener activada la inyección cero y no verter a red, no se consume y, por tanto, no se produce.

Será interesante analizar esta misma gráfica el verano de 2021, para observar si el cambio en los vehículos eléctricos con el cargador integrado en la fotovoltaica, los derivadores de excedentes trabajando al unísono y el resto de la domótica apoyando la eficiencia consigue mejorar la producción y, sobretodo, disminuir el consumo de kWh de Red.

Sacar el máximo partido a la instalación: el derivador de excedentes fotovoltaicos

Otro de los descubrimientos dentro de TELEGRAM fue la creación por parte de un usuario de una herramienta para sacar el máximo partido a una instalación solar, y de manera totalmente altruista. Iqas del grupo Solax FAQ” de telegram creó y compartió con el mundo un primer dispositivo capaz de gestionar los excedentes fotovoltaicos que se generan en una instalación solar. Os adjuntamos el enlace en el que tenéis toda la información para construirlo: https://github.com/iqas/derivador

Posteriormente, Pablozg de los grupos Solax FAQ”, «FreeDS» y «Domoticz a lo Spain» de telegram compartió una segunda versión del Iqas para aprovecharlo al máximo con multitud de sistemas compatibles, mejorando las prestaciones del Iqas y completando la interactividad del derivador con sistemas domóticos. Aeizoon, también de los grupos de telegram, nos aporta una web muy interesante para construir el derivador. Os adjuntamos dos enlaces en los que tenéis toda la información para construirlo:

 http://freeds.es/#freeds
https://github.com/pablozg/freeds

¿Qué son los excedentes fotovoltaicos?

En una instalación solar sobra en multitud de ocasiones producción solar. Esto significa que los paneles solares son capaces de generar más electricidad de la que la vivienda puede aprovechar. Cuando eso ocurre, tenemos tres opciones:

  1. Desaprovecharlo, tener el vertido cero activado y enviar la orden al inversor solar para que no genere esa producción, puesto que no es necesaria.
  2. Inyectarla a la red. Desactivar el vertido cero, y todo aquel W que no haga falta para el consumo, se inyecta a la red eléctrica.
  3. Aprovechar ese excedente derivando su trayectoria a un electrodoméstico (o varios) con carga resistiva. Es decir, disponer de algún modo del dato exacto en todo momento de los kW que nos sobran para inyectar esos mismos kW en un electrodoméstico que pueda absorber energía de manera irregular (las resistencias son nuestras amigas en este campo. Pueden captar 1kW como 500W, lo que le transmitamos, lo aprovechan). Y es aquí donde entra en juego el derivador de IQAS.

El derivador conoce en todo momento cuánta energía solar está disponible y la reconduce a lo que le enchufemos o, mediante domoticz por ejemplo, establezcamos como pauta en cascada. Puede disponer de datos tanto conectado a inversores como Solax o Fronius, como a controles de consumo como Webeee/Mirubee y Shelly EM.

Por ejemplo, tengo el derivador conectado a un radiador de 2000W. Hoy hace mucho sol, no tengo necesidad en cuanto a consumo en mi casa ahora mismo, por lo que el derivador está inyectando 2000W al radiador, pero sigue sobrando energía! Puedo establecer mediante un script, que si sigue sobrando energía a pesar de tener el radiador a 2000W, se active un enchufe inteligente y conecte el termo de agua, que es de 2000W. Esto hará que el termo se encienda y pasemos a consumir 4000W de solar. Si cuando esto ocurra tenemos 3000W (por ejemplo) disponible de energía solar, nos faltarán 1000W y os preguntaréis si la vivienda los cogerá de red, verdad? Pues no, el derivador capta que necesitamos 1000W extra para mantener el consumo actual, y bajará de manera automática los W que transmite al radiador a 1000W, quedando 2000W en el termo y 1000W en el radiador. Cuando el termo haya calentado toda el agua, dejará de demandar progresivamente energía, el derivador lo captará y volverá a inyectar más energía al radiador. Si además tengo más electrodomésticos de este tipo, puedo ir encendiéndolos mediante enchufes inteligentes u otros derivadores en cascada, según orden de prioridad, y así aprovecharemos durante todo el día al máximo nuestra instalación solar.

Cómo aprovechamos en nuestra instalación los derivadores de excedentes

En nuestro caso, para el siguiente invierno tenemos ya preparados un derivador para el interacumulador de la bomba de aeortermia y un segundo derivador para un radiador de aceite/acumulador de calor (todavía analizando pros y contras para escoger uno de ambos sitemas), tal y como comentamos en la entrada de Calefacción por Aerotermia.

Como ya hemos comentado en invierno la producción solar es muy inferior a la de verano, la casa se mantendrá más fría y, en nuestra ausencia, la calefacción NO se encenderá porque el termostato TADO así está configurado. Nuestra idea es la de tener el radiador enchufado al derivador para que durante el día el salón coja la temperatura que sea posible gracias al sobrante de energía solar y, cuando nosotros lleguemos a casa, la bomba de aerotermia tendrá que trabajar en menor medida para alcanzar la temperatura consigna, ya que un porcentaje del trabajo lo habrá realizado el derivador junto al radiador.

El próximo invierno podremos aportar datos y comparativas entre el invierno 2019-2020 e invierno 2020-2021.

Siguientes pasos: domotización de la vivienda para lograr la máxima eficiencia posible

Nos hemos planteado aumentar el número de paneles, pero analizando el aumento de producción mediante la página de predicción vemos que el incremento que alcanzaríamos en invierno (que es cuando necesitamos mayor producción) sería de una media de 20 kWh al mes. En verano dispararíamos la producción pero sin necesitarla. ¿Realmente nos compensa dicha inversión para el reporte que vamos a obtener?

A día de hoy ya tenemos momentos en que la energía nos es difícil aprovecharla al 100% en pleno verano, sin embargo hemos apostado por hacer lo más eficiente posible la vivienda integrando los máximos componentes posibles en nuestro sistema domótico: «domoticz«. Gracias a este sistema hemos podido disminuir el consumo de la vivienda en cuanto a aerotermia, hemos podido gestionar la carga de los vehículos eléctricos sólo con excedentes fotovoltaicos, hemos podido mover los consumos de los electrodomésticos a momentos de alta producción solar de manera autogestionada por el propio sistema, hemos monitorizado los consumos, tendencia y evolución de la vivienda y la instalación solar, etc.

La siguiente entrada que subiremos será en relación a la domotización de la vivienda para convertirla en algo mucho más eficiente de lo que de por sí es. Os adelantamos que tenemos una web para empezar desde cero en este mundo y poder aplicar todo lo que tenemos en nuestra vivienda a vuestras casas:

6 comentarios en “Nuestra instalación fotovoltaica con vertido cero (inyección cero) y sin baterías”

  1. Dios mío! Hacéis un análisis exhaustivo de todo lo que ponéis! Es un placer de información! Os llegaron los paneles a finales del 18 pero cuando obtuvisteis los permisos??? Tengo entendido que ahora mismo instalar energía solar en un unifamiliar es complicado complicado!

  2. Me alegra que te haya gustado!!! Voy a ir completándolo un poco más, pero como primera toma de contacto creo que sirve para hacerse una buena idea.

    Pues sobre lo que comentas es más bien al contrario, ahora es más fácil que nunca! Lo que tarda mucho es la legalización final porque pasa por muchos entes distintos (pero eso ya es cuestión de tiempo), sin embargo los permisos iniciales no tienen ningún tipo de problema!!

  3. Cuánto me alegro! Bueno es saberlo porque desde el desconocimiento pensaba que ya no era nada fácil y que además no compensaba… Me alegra saber que con información todo de puede rebatir y convencerse de que lo que tienes en mente es posible! 😉

    Deseando saber más sobre vuestra casa y todo lo que mejorais en ella!

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