INTRODUCCIÓN
Una instalación fotovoltaica es básicamente un conjunto de módulos fotovoltaicos conectados entre sí que convierten la radiación luminosa procedente del sol en energía eléctrica de forma directa, limpia, silenciosa y con un mantenimiento prácticamente nulo, ya que no existen partes móviles en la misma. Como suele decirse un módulo fotovoltaico es una piedra al sol.
A diferencia de los sistemas fotovoltaicos autónomos (SFA), los sistemas fotovoltaicos conectados a red (SFCR) no almacenan la energía eléctrica producida, sino que la inyectan directamente a la red pública de distribución, percibiendo el titular de la instalación unos ingresos en concepto de venta de energía eléctrica de origen renovable.
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| Esquema simplificado de un SFCR |
Cuando estas instalaciones se encuentran integradas o superpuestas en edificios urbanos, la instalación eléctrica del SFCR ha de coexistir de forma independiente con la instalación convencional del edificio, existiendo por tanto en el mismo dos contadores eléctricos: el que la compañía distribuidora utiliza para facturar al abonado y el que éste, como titular del SFCR, emplea para facturar a la compañía distribuidora.
En efecto, el titular de la instalación se convierte en productor de energía eléctrica, pero el precio que cobra por cada kWh producido es varias veces mayor que el paga por cada kWh consumido, ya que la energía que produce es de origen renovable y por tanto su venta viene regulada por el régimen especial de productores de energía eléctrica.
Sin embargo, esto que a simple vista parece un negocio fácil, no lo es ahora tanto. En septiembre del año 2008, entró en vigor del Real Decreto 1578/2008, que cambió la regulación tarifaria para las instalaciones fotovoltaicas. En concreto, en las pequeñas instalaciones sobre cubierta, como las que nos ocupa, se pasó de una tarifa de 44 c€/kWh a 34,00 c€/kWh, lo que supone un 23 % menos.
La entrada en vigor de dicho Real Decreto, que incluye además otras limitaciones, ha supuesto un duro golpe para sector fotovoltaico, al que ha enfriado significativamente. Este cambio normativo era, por otro lado en parte esperado, ya que el marco regulatorio anterior, había primado excesivamente la producción eléctrica fotovoltaica; tanto que no era necesario afinar mucho en el diseño y la eficiencia de las instalaciones para que el negocio resultase bastante rentable y, por tanto, no se invertía una parte de los beneficios obtenidos en I+D, lo cual era precisamente lo contrario de lo que se pretendía conseguir.
Con el nuevo marco regulatorio el gobierno quiso poner fin a un crecimiento desorbitado y especulativo para volver a un crecimiento más ordenado. Puede leerse más sobre este tema en un polémico artículo de Elisabeth Rosenthal para el New York Times del 8 de marzo de 2010 titulado “La industria solar aprende una dolorosa lección” [1] en referencia a España.
1. Instalaciones fotovoltaicas en centros educativos
Las instalaciones fotovoltaicas en los centros educativos son una buena manera de predicar con el ejemplo del desarrollo sostenible y de poner al alcance de las nuevas generaciones una tecnología de la que España es, a día de hoy, un referente mundial.
En España los antecedentes más importantes de instalaciones fotovoltaicas en centros educativos se deben a los convenios entre la organización ecologista Greenpeace y el IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro y de la Energía) mediante el llamado Proyecto Solarízate [2]. Ambas instituciones firmaron en enero de 2002 un Convenio para la promoción y financiación de instalaciones fotovoltaicas en Centros Públicos de Enseñanza por el procedimiento de Financiación por Terceros de IDAE. Mediante este procedimiento el IDAE financia el 100% del costo de la instalación y luego va recuperando la inversión mediante los ingresos que la misma instalación va produciendo por la venta de la electricidad. El IDAE es el propietario de la instalación durante los primeros 20 años.
Los resultados de este primer Convenio, que culminó con 52 instalaciones fotovoltaicas en centros públicos, fueron tan satisfactorios para ambas partes que en marzo de 2005 se firmó el Segundo Convenio de colaboración para la promoción y financiación de instalaciones fotovoltaicas en Centros de Titularidad Pública [3], mediante el cual se pretendía atender la demanda no cubierta por el primer Convenio e incrementar el alcance del mismo ampliando en otras 50 el número de instalaciones.
Las actuaciones se basaron en instalaciones estandarizadas de potencia en torno a 2,5 kWp ubicadas en centros de titularidad pública. El presupuesto máximo de inversión material considerado para cada instalación fue de 23.200 euros más IVA.
Como consecuencia de los dos convenios, un total de 102 centros hoy día vierten energía eléctrica a la red en nuestro país. La figura muestra una de estas instalaciones de 2,5 kWp, en el Colegio Público Padre Marchena (Marchena, Sevilla).
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| Instalación fotovoltaica conectada a red de 2,5 kWp en colegio público |
2. Una instalación solar fotovoltaica conectada a red en el IES Néstor Almendros de Tomares (Sevilla)
En este apartado se muestran los resultados de un proyecto de mayor alcance que estudió la viabilidad de un SFCR sobre la cubierta del instituto de educación secundaria Néstor Almendros de Tomares (Sevilla) [4].
La primera decisión con lo que nos encontramos fue la elección de la potencia del generador FV. Para esta elección había que tener en cuenta aspectos como el costo, el espacio disponible, el peso de la instalación, la economía de escala, las potencias normalizadas de los inversores, los tramos de potencia en los que la tarifa regulada son más altos, etc. Teniendo en cuenta estas consideraciones se eligió una potencia de 10 kWp, la cual se consideró el mejor compromiso entre todos los factores aludidos.
Una vez elegida, la potencia de la instalación, se eligieron los módulos FV del fabricante valenciano ATERSA de 230 Wp cada uno, siendo la disposición del generador la que se ve en la figura: tres ramas en paralelo de 11 módulos en serie cada una orientadas al sur geográfico y con una inclinación óptima de módulos de 30°.
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| Perspectiva recreada virtualmente de la distribución del generador FV sobre la cubierta del edificio |
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| Perspectiva recreada virtualmente de la distribución del generador FV sobre la cubierta del edificio |
En una instalación fotovoltaica conectada a red, la energía eléctrica de corriente continua producida por los módulos es llevada a un inversor donde es transformada en corriente alterna con las mismas características que la de la red. Esta energía es vertida a la red pública de distribución y facturada a la compañía distribuidora.
La ubicación del inversor se supuso en la caseta existente a nivel del suelo junto a la fachada norte del edificio en zona de aparcamientos, por otro lado, muy próxima al centro de transformación donde tiene lugar la conexión con la red.
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| Inversor y caseta para ubicación del mismo y la caja de protecciones AC |
2.1. Resultados de producción e ingresos
A partir de los datos de radiación del lugar, se obtienen las siguientes producciones de energía eléctrica por meses:
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| Energía inyectada en red e ingresos por venta de electricidad |
La gráfica muestra los valores mensuales de energía inyectada en red y los ingresos que va dejando la instalación mes a mes para un año meteorológico tipo.
La producción anual de energía de la instalación es de 16.847 kWh, reportando unos beneficios de aproximadamente 6.000 € al año. Dado que el conjunto del centro educativo consumió durante el curso escolar 2008/2009 un total de 121.508 kWh, la producción propia representaría el 14 % del consumo del edificio para ese año. Es necesario tener en cuenta que en este consumo se incluye el gasto energético del edificio colindante de los ciclos formativos de imagen y sonido, donde las necesidades energéticas son especialmente altas.
2.2. Estudio económico
Aunque el objetivo fundamental de la instalación fue el educativo y de promoción de las energías renovables, era igualmente importante que la instalación pudiese ser también rentable económicamente.
En este apartado se muestran los resultados del estudio de la rentabilidad de la instalación, supuesta una vida útil de veinticinco años, ya que éste es el período de tiempo para el que los fabricantes aseguran una funcionalidad adecuada de los equipos.
Se siguió la recomendación del IDAE de que la variación anual de los precios energéticos coincida con la variación anual del IPC.
Tarifa de venta de la energía generada
Según el Real Decreto 1578/2008, de 26 de septiembre, la instalación objeto de este proyecto es de tipo I y por ser de menos de 20 kW, del subtipo I.1. La tarifa regulada para este subtipo es de 34,00 c€/kWh.
Se ha supuesto que los módulos experimentan una degradación de un 0,8 % de su potencia nominal cada año, lo que supone que su potencia al cabo de 25 años será de un 80 % de la inicial. Por su parte el precio de la prima se supone que crece parejo con el IPC.
Gastos
Los gastos de la instalación estarían formados por el costo de la instalación, el seguro y el contrato de mantenimiento.
El costo de la instalación sin financiación externa asciende a 74.180,32 €. Se ha considerado que existe un contrato de mantenimiento a partir del 4° año que incluye dos visitas anuales, de carácter preventivo y correctivo cuyo coste repartido entre los 25 años equivale a 100 € anuales, así como un seguro por igual valor anual.
Resultados
La rentabilidad de la instalación queda determinada fundamentalmente por tres parámetros económicos: VAN (valor actual neto), TIR (tasa interna de rentabilidad) y Pay-Back dinámico.
El año cero refleja los supuestos de partida que empiezan a aplicarse a partir del año 1.
El resultado de los cálculos sobre los supuestos mencionados determinan los siguientes valores para los parámetros económicos:
Es decir, los ingresos de la instalación devuelven la inversión inicial en 12 años.
2.3. Conclusiones
A la vista de los resultados puede concluirse que el proyecto es viable económicamente, aunque no tanto como lo hubiera sido hasta antes de septiembre de 2008. Es de esperar, no obstante, que a medio plazo este tipo de instalaciones sean cada vez más atractivas debido entre otras cosas a que las políticas europeas tienden cada vez más a primar la integración y superposición arquitectónicas en detrimento de los grandes huertos solares. Por otro lado, el precio de los módulos fotovoltaicos, que suponen el 80 % del costo total de ésta y en general de cualquier instalación FV, está continuamente bajando debido en parte a la entrada en el mercado de productos de origen chino y por último el nuevo régimen tarifario obligará a la activación del I+D y con ello al aumento de la eficiencia y la reducción de costes. Si no olvidamos el objetivo educativo de promoción de este tipo de instalaciones entre los estudiantes y el beneficio medioambiental, el proyecto tiene entonces una rentabilidad aún mayor, no medida toda ella en términos económicos.Referencias
[1]. Elisabeth Rosenthal “La industria solar aprende una dolorosa lección”http://www.nytimes.com/2010/03/09/business/energy-environment/09solar.html
[2]. Proyecto Solarízate http://www.solarizate.org/
[3]. Segundo Convenio de colaboración para la promoción y financiación de instalaciones fotovoltaicas en centros de titularidad pública.
http://www.solarizate.org/pdf/convenios/IIconvenio31marzo2005.pdf
[4]. Estudio comparativo de un sistema fotovoltaico convencional sobre estructura fija y uno de concentración con seguimiento a dos ejes sobre la cubierta de un centro educativo.
http://dspace.unia.es/bitstream/10334/501/1/0121_Garcia.pdf
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