Guía práctica para saber si es rentable o no invertir en energía solar fotovoltaica (I)

Inversión de paneles fotovoltaicos en viviendas

El crecimiento del a energía solar fotovoltaica es espectacular en todo el mundo, pero este crecimiento no es está traduciendo en la producción a pequeña escala para uso propio. No deja de ser paradójico pues producir y consumir en el mismo punto es lo más eficiente desde el punto de vista energético.

Para los no especialistas no es fácil saber si es rentable o no invertir en energía solar fotovoltaica construyendo nuestro propio sistema de generación, pues realmente se trata de una instalación cuyo funcionamiento no es fácil de entender. Iniciamos un primer artículo con el que trataremos de ir respondiendo a esta cuestión de forma sencilla. Nos centramos por ello en la economía de las instalaciones fotovoltaicas, para entender el diseño elaboramos muchos artículos más especializados (ver recopilación en Diseño con Energía Solar).

Los paneles solares han desplomado su precio desde 2008 y ahora son rentables en muchas aplicaciones. La cuestión es saber cuándo instalar paneles solares es la opción adecuada o no lo es, pues el público suele recibir información contradictoria y no es fácil tomar decisiones.  En países con alta cultura en energías renovables como Alemania es ya muy popular incorporar paneles fotovoltaicos a las viviendas como una fórmula de ahorro e inversión. Y es que los alemanes saben que los paneles que se instalaron hace 40 años en el país siguien aún funcionando y produciendo electricidad. Se busca sobre todo conseguir un grado de independencia respecto a las compañías eléctricas y disminuir el coste mensual de la electricidad, un problema que condiciona cada vez más la competitividad empresarial hasta el punto que hace inviables muchos negocios. Esta independencia puede ser del 20, 40, 60, 80 o 100 %. Lo más inteligente es buscar el % adecuado, que no tiene por qué ser del 100 % ni mucho menos. Todo ello dependerá de cuestiones como la tarifa local, pues por ejemplo en muchos países existen tarifas sociales a bajo coste y siempre puede interesarnos usarlas para disminuir el tamaño del sistema fotovoltaico y conseguir así reducir la inversión.

Otro punto a considerar en cualquier decisión son las políticas de apoyo a las energías renovables que encontramos en un número cada vez mayor. A nuestro juicio las más interesantes son las exenciones fiscales en el propio producto pues el beneficio es más rápido y simple.

Veamos primero los puntos clave que nos ayudarán a tomar la decisión correcta y luego la forma de calcular los ahorros que podemos conseguir de una manera bien clara y sencilla.

1. Radiación solar disponible: En función del lugar del mundo donde nos encontremos el beneficio va a ser mayor o menor. Los más interesantes son los países tropicales donde se obtienen grandes producciones, aunque latitudes templadas como el Mediterraneo son también idóneos pero con mayor fluctuación anual en la radiación obtenida.

En el siguiente mapa podemos ver la radiación solar disponible en las diferentes regiones del globo.

Mapa de adiación solar en kwh/m2d

La segunda cuestión es la disponibilidad de una superficie apropiada para colocar paneles. Para ello nos interesasn sobre todo tejados orientados al sur (en el hemisferio norte) y al contrario en el hemisferio sur.

2. Coste de la energía eléctrica: Las compañías eléctricas utilizan unos sistemas de tarificación tan complejos que realmente no se sabe muchas veces lo que nos está costando. Penalizan picos de consumo, cargan más en horas de mayor consumo y penalizan el factor de potencia entre otras cosas. Para calcular el coste exacto dividimos el número de kwh consumidos en un mes entre el importe total de la factura eléctrica. Si hacemos este cálculo en España obtendremos un coste de unos US $ 0,19 por kWh con las últimas subidas. Pero nuestros análisis en diferentes países indican que muchos segmentos de la población están pagando entre US $ 0,30 y 0,38 por kWh, y en algún caso hemos encontrado costes de US S 0.59 por kWh cuando lo suministran generadoras privadas. Si por problemas con la red tenemos que usar plantas eléctricas el coste es mucho mayor, pues una planta a plena capacidad obtiene energía con unos costes de US $ 50 - 65 por kWh, pero nunca utilizaremos esa energía completamente así que los costes serán mucho mayores.

3. Eficiencia energética de los equipos: Los equipos baratos consumen mucha energía y los costes de los que se usan con frecuencia son desproporcionadamente altos. Según nuestros cálculos en la mayoría de los casos lo más rentable de todo es eliminar esos equipos de mayor consumo cuanto antes. Veamos un ejemplo: Un equipo de aire acondicionado convencional puede tener una potencia de 1.800 vatios en las aplicaciones domésticas mientras que las tecnologías más eficientes pueden andar por 500 vatios. Como consecuencia de todo ello, un proyecto de energía solar fotovoltaica solamente es viable si trabajamos de forma simultánea tanto en eficiencia energética como en la construcción de nuestro sistema fotovoltaico.

4. Escalabilidad con sistemas híbridos: Si bien como hemos visto la rentabilidad de un proyecto fotovoltaico depende sobre todo de los costes locales de la energía, actualmente es ya muy interesante ir invirtiendo paulatinamente en energía fotovoltaica construyendo sistemas híbridos. Si utilizamos paneles fotovoltaicos de calidad y a buen precio, e invertimos también en baterías de plomo ácido de placa tubular iremos consiguiendo ahorrar energía con inversiones moderadas. Este sistema es bastante complejo ya que no es tan sencillo equilibrar la instalación, pero es una magnífica inversión si tenemos tejado suficiente para colocar paneles solares.

¿Qué cálculos tenemos que hacer para estudiar la rentabilidad de nuestro proyecto?

Para calcular la rentabilidad de nuestra inversión fotovoltaica tenemos que calcular dos cosas, la (1) rentabilidad de la inversión y (2)  si es más rentable sustituir equipos existentes de alto consumo. Respecto a los equipos existentes también hay que tener en cuenta que los motores batatos tienen unos picos de arranque de hasta ocho veces la corriente nominal por lo que se nos dispararía el tamaño del inversor. Si usamos motores eficientes estos picos son mucho menores o inexistentes.

Energía fotovoltaica para usos agrícolas

En cualquier caso proponemos dos herramientas de gran utilidad que nos ayudarán a tomar decisiones.

1. Cálculo de la economía del sistema votovoltaico.

La herramienta que presentamos a continuación permite realizar una valoración sencilla de la rentabilidad de instalar

• Monthly electricity usage. Se introduce el consumo eléctrico mensual en kwh. Este valor se usará, junto con el promedio de horas de sol del sitio, para calcular la capacidad de potencia pico de un sistema fotovoltaico. También se usará para calcular el valor de la electricidad que se desplace instalando un sistema fotovoltaico
• Grid Attachment cost. Valor de lo que costaría llevar la electricidad al lugar de la instalación en caso de que no esté disponible.
• Electricity cost. Coste por kwh de la electricidad que compramos a la distribuidora.
• Average daily sunlight hours. Aquí introducimos el número promedio de horas de sol que se reciben en un día. Este valor se usa, junto con el consumo de electricidad pico, para calcular la capacidad de potencia pico de un sistema fotovoltaico para cubrir nuestras necesidades.
• Percentage of energy from battery storage. Porcentaje de energía utilizado con almacenamiento de batería.
• PV System Peak Wattage Requirement. Requerimiento de vatios pico del sistema.
• PV Sistem cost per peak watt ($$). El coste del sistema en número de dólares por wp.
• PV System Yearly Expense. Gastos anuales del sistema. Normalmente serán muy pequeños, tan solo la sustitución periódica de la batería si no son de larga duración.
• PV System Lifetime (years). Vida útil del sistema fotovoltaico. Podemos considerar 20 - 25 años como mínimo.
• PV System Cost ($$). Coste total del sistema fotovoltaico.

La herramienta calcula el Displaced grid electricity cost. Coste de la energía que producimos si tuviésemos que comprarla a la distribuidora.

Podemos usar la herramienta a partir del siguiente enlace.

Ver 2ª PARTE